InnoDB存儲引擎MVCC實作原理

簡單背景介紹

MySQL

MySQL是現在最流行的關系型資料庫（RDB）的選擇，為了應用程式提供可靠性資料存儲，事務等功能。近些年來也成為了網際網路公司的首選。在5.5版本後，預設使用InnoDB存儲引擎。

MySQL架構

頂層是接入層，為不同語言實作接入，接入層負責權限校驗，線程池管理，線程管理。接下來是MySQL服務層，有SQL解析器，SQL優化器，資料緩沖，緩存。再接下來是存儲引擎。最後是系統檔案層。

InnoDB與MVCC

MySQL中的InnoDB存儲引擎的特性有，預設級别的Repeatable Read，行級鎖，實作了MVCC，Consistent nonlocking read（預設讀不加鎖，一緻性非鎖定讀），Insert Buffer，Adaptive Hash Index，Double Write，Cluster Index。

上面舉了這麼多例子，說明InnoDB有很多特性，并且很快。

InnoDB中通過Undo Log實作了資料的多版本，而并發控制通過鎖來實作。

Undo Log除了實作了MVCC之外，還提供了復原的功能。

Redo log，Undo log， Bin log

MySQL InnoDB有很多日志，除了錯誤日志，查詢日志還有很多與持久化相關的日志。

bin log：由MySQL服務層産生的日志，通常用于資料恢複，資料庫複制。比如常見的master-slave模式，就是通過binlog實作的，另外binlog還能實作mysql複制到其他資料源，比如：ElasticSearch。

redo log：記錄了資料在實體層面到修改，MySQL中使用了大量到緩存，當緩存中的資料與磁盤中的資料不一緻時，這是記憶體裡的資料稱為髒頁（dirty page）。為了保證資料的安全性，事務中不斷産生redo log，在事務送出的時候會進行一次flush操作，儲存到磁盤，redolog是順序寫入，性能遠大于随機讀寫。當MySQL故障恢複時，會加載redo log中的資料，如果redo log中有事務送出，則進行送出修改資料。這樣保證了事務的一緻性，原子性，持久性。

undo log：除了記錄redo log之外，還會記錄undo log，undo log記錄資料的逆向操作，比如修改删除操作，記錄的是資料修改前的值，用于復原，以及版本回溯。可以根據undo log找到某個特定版本的值，這樣就實作了MVCC。

redo log和bin log要具有一緻性，為了實作一緻性，MySQL采用了二階段送出。

MVCC實作

undo log分為Insert和Update兩種，Delete操作也被看做是一種特殊的Update，在記錄上标記被删除。

對于Insert操作，插入時候生成Insert undo log，在事務送出後，即可删除undo log，因為沒有其他的事務需要這個undo log。

在進行Update操作的時候，會生成新的undo log，将目前記錄中的db_roll_ptr指向新的undo log。

RR級别下事務開始後的第一個snapshot read的時候，會将目前活動的事務id記錄下來，記錄到read view中。