数据库的多版本并发控制和MVCC

开发者故事集 2020-01-23 ⋅ 72 阅读

什么是数据库的多版本并发控制?

数据库的多版本并发控制(Multi-Version Concurrency Control,简称MVCC)是一种常见的数据库并发控制机制。在多用户并发访问数据库时,不同的用户可能希望并发地进行读取和写入操作。为了保证数据的一致性和并发的正确性,数据库需要对并发操作进行控制。

传统的并发控制方法,比如锁机制,会对数据进行加锁来实现并发控制。但是锁机制会引发一些问题,比如死锁、长时间的阻塞等。而MVCC则提供了一种不加锁的并发控制方法。

MVCC通过在存储记录时维护多个版本,每个事务读取的都是该事务开始之前的一个一致的数据库状态,从而实现了并发的正确性控制。

MVCC的工作原理

MVCC的核心思想是每条记录都有一个系统版本号。当一个事务开始时,系统会为该事务创建一个唯一的事务ID。在进行数据读取时,MVCC会将该事务ID与记录的版本号进行比较,从而决定该记录是否可以被读取。如果事务的开始时间早于记录版本的创建时间,则可以读取该记录。如果事务的开始时间晚于记录版本的创建时间,则必须等待。

在进行数据更新时,MVCC会为新的更新版本创建一个新的版本号,并将修改操作应用到新的版本上。同时,会保留旧版本的数据,以供其他事务进行读取。

当一个事务完成后,会将其版本号及更新操作记录存储到数据库的日志中,以便进行事务的回滚和恢复。

MVCC的优势和不足

优势

  1. 并发性能高:MVCC不需要使用锁机制,可以实现多个读操作和写操作的并发执行,提高了数据库的并发性能。
  2. 读-写冲突减少:MVCC的读操作不会与写操作产生冲突,读操作可以并发地进行,不会被锁住。
  3. 无锁设计:MVCC的读操作不会对其他事务进行阻塞,不会引发死锁和长时间的阻塞。

不足

  1. 存储空间需求高:由于MVCC需要维护多个版本的数据,因此会增加数据库存储空间的需求。
  2. 数据一致性的处理:由于MVCC只提供了一致性读取,而没有提供强一致性保证,因此开发人员需要自己处理一些数据一致性的问题。
  3. 难以实现时间点恢复:由于MVCC只记录了事务的开始时间,并不能提供时间点恢复的功能。如果需要进行时间点恢复,需要借助数据库的其他机制。

总结

多版本并发控制(MVCC)是一种不加锁的并发控制机制,通过维护多个版本来实现并发的正确性控制。它降低了读写操作的冲突,提高了并发性能,并且减少了锁带来的问题。然而,它也有一些不足之处,例如存储空间的需求高和数据一致性的处理。尽管如此,MVCC仍然是目前常用的数据库并发控制机制之一,为实现高效且正确的并发操作提供了重要的支持。


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