开启访问控制_MYSQL 并发访问控制原理简析

    身为一名工程师，我们经常和数据库打交到。我想理解一下MYSQL的一些原理能更好的帮助我们写好代码。

    那么数据库有哪些隔离级别的呢？访问的时候是怎么做到隔离的？

MYSQL的隔离级别：

• 可重复读(当开始当前事务时候读取某行数据，其他事务对这行数据进行修改提交事务后，当前事务再读取数据，看到的数据还是不变)

• 读未提交(当开始当前事务读取某行数据，其他事务对其修改未提交事务，当前事务再去读该行数据，数据发生变化)

• 读提交(当开始当前事务读取某行数据，其他事务对其修改且提交事务，当前事务再去读该行数据，数据发生变化)

• 串行化(排队一个一个领盒饭)

    大家大概了解了数据库的隔离级别，那么今天我们讨论的并发访问控制是基于 可重复读 来探讨。MYSQL默认的事务隔离级别正是可重复读，我想我们平时工作中用的比较多的也就是可重复读的隔离级别。

来个例子：

    我们创建一张以下的表，有id和c两个字段

    给我们的客户端都设置为手动提交事务

    在可重复读的隔离级别下按照如下图的SQL执行顺序Q1~Q6结果分别是什么呢？

    大家看到这里可以停下来思考一下

-------------我是分割线------------

-------------我是分割线------------

   以下是分析结果：自己分析的结果是不是和我分析的一样呢？

• Begin：并不是执行了begin就代表开启了事务，而是在执行第一条SQL的时候才会开启事务。

• start transaction with  consistent snapshot：当使用这个命令开启事务的时候，就代表这条语句执行完后就开启了事务。

• 当前读：直白的说是读取这行最新的数据(数据是版本控制的，后面和大家解释)

       通过上面的例子我想大家也对可重复读有了更多的了解。

    大家可能会想，这应该是通过版本来进行数据的控制把？嗯，我想也是。

通过版本来控制数据：

    首先我们来理解几个概念方便后面进行分析

• 行数据中的隐藏列：(最新的事务id和回滚段指针)

1. 每次行数据修改的时候会更新这两个隐藏的列

• 数据的版本：

1. 数据从V1变成V2的时候会记录下undo log

2. undo log 中包含了上个版本的事务id，旧记录的回滚指针

   和修改的字段信息等

3. 而最新的事务id和回滚段指针会记录在行数据的隐藏列中

4. 当数据处于V3版本想要找到上个版本的数据，可以通过找到的undo log计算出V2版本的行数据。往前追溯可依次类推。

5. 所以磁盘上存储的行数据只有一份，多个事务对数据进行访问的时候，当前事务通过对数据的可见性来读取对应版本的数据。

数据的可见性：

• 事务对数据的可见性：

1. trx_id：是在事务开始的时候向InnoDB的事务系统申请的，是按申请顺序严格递增的。

2. 事务视图：可以认为是一个数组，在开启事务的时候，会把当前活跃的事务id都记录在这个数组中，用于可见性判断。 

    我们已经了解了隔离的级别，数据是通过版本可以进行往前追溯，开启事务会有事务的视图，那么现在关键的是当前事务是怎样判断应该显示哪个版本的数据？

    这边给大家看一段伪代码。

    大家可以看到，通过比较行数据中的trx_id和事务视图，可以判断出数据是否可见。

    我想大家脑袋里是否已经有一张图，当加载一行数据的时候，读取trx_id判断是否可见，不可见我们可以通过undolog去追溯上个版本数据和trx_id，反复往前追溯直到我们判断出数据是可见的，这时候会返回相关数据。

    我想大家需要的是这张图：

    以上这个图表达了SQL执行过程中的trx_id的变化和undolog的生成，我们可以分析一下T7的查询语句。

1. 读取行数据，得到trx_id是101，数据不可见，寻找undolog

2. 找到的undolog中的上个版本的trx_id是102，数据不可见。使用该undolog将数据修改到V2版本。并且通过回滚指针找到再上一个undolog(第二个undolog)。

3. 找到了第二个undolog，发现上一个版本的trx_id是80(V1版本数据)，表示数据可见，那么使用undolog将数据回滚到V1版本

4. 返回数据(c= 0)

    经过以上烧脑的内容，我想你已经理解了MYSQL是如何做并发访问控制的。最后再给大家总结一下。

1. 数据表中有两个隐藏列：data_trx_id和data_roll_ptr，每次数据修改后会更新data_trx_id和data_roll_ptr。

2. 每次数据修改的时候都会将原先的data_trx_id，data_roll_ptr和修改的字段信息记录到undolog。

3. 数据可以通过undolog往前追溯历史版本的数据

4. 开始事务的时候会生成事务ID和事务视图。

5. 当进行查询的时候，可以通过事务对数据可见性的判断，选择是返回数据还是往前追溯数据，直到满足可见性要求。

参考内容：

《MYSQL技术内容InnoDB存储引擎》

《MYSQL实战45讲》