MVCC原理探究及びMySQLソースコード実現分析

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MySQL
MVCC原理探究及びMySQLソースコード実現分析
データベースのマルチバージョン読み込みシーン
MVCC実現原理
DB_経由ROLL_PT遡及データ履歴バージョンの検索
read viewで行レコードが表示されるか否かを判断する
MVCCはどんな問題を解決しましたか.
MySQLコード解析
InnoDB非表示フィールドソース分析
InnoDB判定トランザクション可視性ソース分析
MVCC原理探究及びMySQLソースコード実現分析
データベースのマルチバージョン読み込みシーン
session 1
session 2
select a from test; return a = 10
 
start transaction;
 
update test set a = 20;
 
 
start transaction;
 
select a from test; return ?
commit;
 
 
select a from test; return ?
上記のデータベースの日常的な操作の例を見てみましょう.
  • session 1は記録を修正し、提出しなかった.それと同時に、session 2はこのレコードをクエリーし、このときにレコードを返すのはいくらですか?
  • セッション1がコミットされた後、セッション2がクエリーされたのはいくらですか?

    • MySQLは複数の独立性レベルをサポートしているため、この問題はsession 2のトランザクション独立性レベルを見る必要があります.状況は次のとおりです.
  • 独立性レベルがREAD-UNCOMMITTEDの場合:session 1 commit前後session 2を見てもわかるのは修正後の結果a=20
  • 独立性レベルがREAD-COMMITTEDの場合:session 1 commitの前に表示されたものはa=10であり、commitの後に表示されたものはa=20
    • である
  • 独立性レベルがREPEATABLE-READ、SERIALIZABLEの場合:session 1 commit前後session 2を見てもわかるのは修正後の結果a=10
    • 独立性レベルにかかわらず、データベース内のACIDを捨てて、InnoDBのデータはすべてB-treeに格納されていることがよく知られています.修正されたデータは実際のB-treeリーフノードに格納されるかどうか、session 2はどのようにして検索した結果を10にしますか.20列ではありません.
    MVCC実現原理
    これらの現象はデータベースでよく見られますが、データベースがどのように実現されているのか、深く研究している人は多くありません.実は原理はとても簡単で、データベースはUNDOとMVCCを通じて実現しました.
    DB_経由ROLL_PT遡及データ履歴バージョンの検索
  • まずInnoDB各行データにDB_が1つあるROLL_PTのロールバックポインタは、その行の修正前の前の履歴バージョンを指す新しいデータが挿入された場合、記録上の対応するロールバックセグメントポインタはNULL
    • である.
    レコードを更新すると、元のレコードはundoテーブルスペースに入れられ、DB_を通過します.ROLL_PTはこの記録を指す.session 2クエリが返す未修正データはこのundoから返される.MySQLは、レコード上のロールバック・セグメント・ポインタおよびトランザクションIDに基づいてレコードが表示されているかどうかを判断し、表示されていない場合はDB_ROLL_PTは遡及検索を継続する.
    read viewで行レコードが表示されるか否かを判断する
    具体的な判断の流れは以下の通りである.
  • RR独立性レベルでは、各トランザクションが開始されると、現在のシステム内のすべてのアクティブなトランザクションが1つのリストにコピーされます(read view)
  • RC独立性レベルでは、各文が開始されると、現在のシステム内のすべてのアクティブなトランザクションが1つのリストにコピーされ、次の論理に従ってトランザクションの可視性が判断されます. 

    • MVCCはどんな問題を解決しましたか.
  • MVCCにより、データベースの読み取りによってデータがロックされず、selectによってロックされず、データベースの同時処理能力が向上する
  • MVCCを利用して、データベースはRC、RRなどの独立性レベルを実現することができ、ユーザーは現在のデータの前の1つまたは前のいくつかの履歴バージョンを表示することができる.ACIDにおけるI-アイソレーションが保証されている.

    • MySQLコード解析
    前にMVCCとは何か、そしてそれがどのような問題を解決したのかを紹介した.次に、MySQLのソースコードで、この論理をどのように実現しているのかを見てみましょう.
    InnoDB非表示フィールドソース分析
    InnoDBテーブルにはmysqlのデフォルトで追加された3つの非表示フィールドが格納されます.コードから次のように表示できます.
     
  
       
   
    1. dict_table_add_system_columns(
      2.  
   
    2. /*==========================*/
      3.  
   
    3. dict_table_t* table, /*!< in/out: table */
      4.  
   
    4. mem_heap_t* heap) /*!< in: temporary heap */
      5.  
   
    5. {
      6.  
   
    6. ut_ad(table);
      7.  
   
    7. ut_ad(table->n_def == (table->n_cols - table->get_n_sys_cols()));
      8.  
   
    8. ut_ad(table->magic_n == DICT_TABLE_MAGIC_N);
      9.  
   
    9. ut_ad(!table->cached);
      10.  
   
      11.  
   
    11. /* NOTE: the system columns MUST be added in the following order
      12.  
   
    12. (so that they can be indexed by the numerical value of DATA_ROW_ID,
      13.  
   
    13. etc.) and as the last columns of the table memory object.
      14.  
   
    14. The clustered index will not always physically contain all system
      15.  
   
    15. columns.
      16.  
   
    16. Intrinsic table don't need DB_ROLL_PTR as UNDO logging is turned off
      17.  
   
    17. for these tables. */
      18.  
   
      19.  
   
    19. dict_mem_table_add_col(table, heap, "DB_ROW_ID", DATA_SYS,
      20.  
   
    20.  DATA_ROW_ID | DATA_NOT_NULL,
      21.  
   
    21.  DATA_ROW_ID_LEN);
      22.  
   
      23.  
   
    23. #if (DATA_ITT_N_SYS_COLS != 2)
      24.  
   
    24. #error "DATA_ITT_N_SYS_COLS != 2"
      25.  
   
    25. #endif
      26.  
   
      27.  
   
    27. #if DATA_ROW_ID != 0
      28.  
   
    28. #error "DATA_ROW_ID != 0"
      29.  
   
    29. #endif
      30.  
   
    30. dict_mem_table_add_col(table, heap, "DB_TRX_ID", DATA_SYS,
      31.  
   
    31.  DATA_TRX_ID | DATA_NOT_NULL,
      32.  
   
    32.  DATA_TRX_ID_LEN);
      33.  
   
    33. #if DATA_TRX_ID != 1
      34.  
   
    34. #error "DATA_TRX_ID != 1"
      35.  
   
    35. #endif
      36.  
   
      37.  
   
    37. if (!table->is_intrinsic()) {
      38.  
   
    38. dict_mem_table_add_col(table, heap, "DB_ROLL_PTR", DATA_SYS,
      39.  
   
    39.  DATA_ROLL_PTR | DATA_NOT_NULL,
      40.  
   
    40.  DATA_ROLL_PTR_LEN);
      41.  
   
    41. #if DATA_ROLL_PTR != 2
      42.  
   
    42. #error "DATA_ROLL_PTR != 2"
      43.  
   
    43. #endif
      44.  
   
      45.  
   
    45. /* This check reminds that if a new system column is added to
      46.  
   
    46. the program, it should be dealt with here */
      47.  
   
    47. #if DATA_N_SYS_COLS != 3
      48.  
   
    48. #error "DATA_N_SYS_COLS != 3"
      49.  
   
    49. #endif
      50.  
   
    50. }
      51.  
   
    51. }
      52.  
  
     
  
       
   
    • DB_ROW_ID:                     MySQL       6   row id     
      •  
   
    • DB_TRX_ID:  ID
      •  
   
    • DB_ROLL_PTR:     
      •  
  
     
  
     InnoDB           
     
  
     mysql           ID            ，             ID             。
     
  
                ，              
     
  
     
  
       
   
    1. dhy@10.16.70.190:3306 12:25:47 [dhy]>select * from dhytest;
      2.  
   
    2. +------+
      3.  
   
    3. | id |
      4.  
   
    4. +------+
      5.  
   
    5. | 10 |
      6.  
   
    6. +------+
      7.  
   
    7. 1 row in set (7.99 sec)
      8.  
  
     
  
                           :
     
  
     
  
       
   
    1. dhy@10.10.80.199:3306 15:28:24 [dhy]>update dhytest set id = 20;
      2.  
   
    2. Query OK, 3 rows affected (40.71 sec)
      3.  
   
    3. Rows matched: 3 Changed: 3 Warnings: 0
      4.  
  
     
  
                
     
  
     
  
       
   
    1. dhy@10.16.70.190:3306 12:38:33 [dhy]>select * from dhytest;
      2.  
  
     
  
               mysql               ，               
     
  
                  ReadView,Read View                 ,         Read View     ID     ID
     
  
     
  
       
   
    1. /** The read should not see any transaction with trx id >= this
      2.  
   
    2. value. In other words, this is the "high water mark". */
      3.  
   
    3. trx_id_t m_low_limit_id;
      4.  
   
      5.  
   
    5. /** The read should see all trx ids which are strictly
      6.  
   
    6. smaller (
      7.  
   
    7. low water mark". */
      8.  
   
    8. trx_id_t m_up_limit_id;
      9.  
   
      10.  
   
    10. /** trx id of creating transaction, set to TRX_ID_MAX for free
      11.  
   
    11. views. */
      12.  
   
    12. trx_id_t m_creator_trx_id;
      13.  
   
      14.  
  
     
  
                  ,         :
     
  
     
  
       
   
    1.   row_search_mvcc->lock_clust_rec_cons_read_sees
      2.  
   
    2. bool
      3.  
   
    3. lock_clust_rec_cons_read_sees(
      4.  
   
    4. /*==========================*/
      5.  
   
    5. const rec_t* rec, /*!< in: user record which should be read or
      6.  
   
    6. passed over by a read cursor */
      7.  
   
    7. dict_index_t* index, /*!< in: clustered index */
      8.  
   
    8. const ulint* offsets,/*!< in: rec_get_offsets(rec, index) */
      9.  
   
    9. ReadView* view) /*!< in: consistent read view */
      10.  
   
    10. {
      11.  
   
    11. ut_ad(index->is_clustered());
      12.  
   
    12. ut_ad(page_rec_is_user_rec(rec));
      13.  
   
    13. ut_ad(rec_offs_validate(rec, index, offsets));
      14.  
   
      15.  
   
    15. /* Temp-tables are not shared across connections and multiple
      16.  
   
    16. transactions from different connections cannot simultaneously
      17.  
   
    17. operate on same temp-table and so read of temp-table is
      18.  
   
    18. always consistent read. */
      19.  
   
    19. //                    
      20.  
   
    20. if (srv_read_only_mode || index->table->is_temporary()) {
      21.  
   
    21. ut_ad(view == 0 || index->table->is_temporary());
      22.  
   
    22. return(true);
      23.  
   
    23. }
      24.  
   
      25.  
   
    25. /* NOTE that we call this function while holding the search
      26.  
   
    26. system latch. */
      27.  
   
      28.  
   
    28. trx_id_t trx_id = row_get_rec_trx_id(rec, index, offsets); //      TRX_ID       ，                 。                       TRX_ID          
      29.  
   
    29. return(view->changes_visible(trx_id, index->table->name)); //       
      30.  
   
    30. }
      31.  
  
     
  
                  。
     
  
     
  
       
   
    1. bool changes_visible(
      2.  
   
    2. trx_id_t id,
      3.  
   
    3. const table_name_t& name) const
      4.  
   
    4. MY_ATTRIBUTE((warn_unused_result))
      5.  
   
    5. {
      6.  
   
    6. ut_ad(id > 0);
      7.  
   
      8.  
   
    8. //  ID  Read View    ,           。        select            
      9.  
   
    9. if (id < m_up_limit_id || id == m_creator_trx_id) {
      10.  
   
      11.  
   
    11. return(true);
      12.  
   
    12. }
      13.  
   
      14.  
   
    14. check_trx_id_sanity(id, name);
      15.  
   
      16.  
   
    16. //   Read View       ，                    ，           
      17.  
   
    17. if (id >= m_low_limit_id) {
      18.  
   
      19.  
   
    19. return(false);
      20.  
   
      21.  
   
    21. } else if (m_ids.empty()) {
      22.  
   
      23.  
   
    23. return(true);
      24.  
   
    24. }
      25.  
   
      26.  
   
    26. const ids_t::value_type* p = m_ids.data();
      27.  
   
      28.  
   
    28. return(!std::binary_search(p, p + m_ids.size(), id)); //     Read View ，         Read View                    ，      Read View                   
      29.  
   
    29. }
      30.  
  
     
  
                 row_vers_build_for_consistent_read    UNDO       ，      。
     
  
                       ，          :
     
  
       
   
    • READ-COMMITTED 
                       Read View，               
      •  
   
    • REPEATABLE-READ 
               Read View ，                        Read View ，          。
      •  
  
     
  
         : 
     《  －2016PG  -          .pdf》
    日96/100データ型
    PR * CKでないでください:フロントエンドエンジニアとアクセシビリティ