MySQL MVCC-Prinzipanalyse: Wie lassen sich Probleme mit der Datenparallelität lösen?

MySQL MVCC-Prinzipanalyse: Wie lassen sich Probleme mit der Datenparallelität lösen?

In Datenbanksystemen sind Probleme mit der Datenparallelität eine sehr wichtige und häufige Herausforderung. Wenn mehrere Benutzer gleichzeitig Lese- und Schreibvorgänge in der Datenbank ausführen, können Probleme wie Dateninkonsistenz und verlorene Aktualisierungen auftreten. Um diese Probleme zu lösen, hat MySQL den MVCC-Mechanismus (Multiple Version Concurrency Control) eingeführt.

MVCC ist eine Parallelitätskontrolltechnologie, die eine Isolierung zwischen verschiedenen Transaktionen erreicht, indem für jede Transaktion ein Datenbank-Snapshot erstellt wird. Während eine Transaktion Daten liest, können andere Transaktionen die Daten weiterhin ändern, ohne sich gegenseitig zu stören. Dieser Mechanismus verbessert die Parallelität und Leistung des Datenbanksystems erheblich.

Lassen Sie uns die Prinzipien von MySQL MVCC analysieren und anhand von Codebeispielen demonstrieren.

1. Transaktions- und Versionsnummer

In MySQL hat jede Transaktion eine eindeutige Transaktions-ID (Transaktions-ID), die zur Identifizierung der Transaktion verwendet wird. Gleichzeitig verfügt jede Datenzeile auch über eine Versionsnummer (oder einen Erstellungszeitstempel), mit der die Version der Datenzeile identifiziert wird.

2. Daten-Snapshot

Wenn eine Transaktion startet, erstellt MySQL einen Datenbank-Snapshot für die Transaktion. Bei diesem Snapshot handelt es sich um ein Bild, das auf dem aktuellen Datenbankstatus basiert und die Versionsnummern aller Datenzeilen zu diesem Zeitpunkt widerspiegelt.

3. Lesevorgänge

Wenn eine Transaktion einen Lesevorgang ausführt, bestimmt sie die Sichtbarkeit basierend auf ihrer eigenen Transaktions-ID und der Versionsnummer der Datenzeile. Wenn die Versionsnummer einer Datenzeile nach der Startzeit der Transaktion liegt, kann die Transaktion die Aktualisierung der Datenzeile nicht sehen. Dadurch können „Dirty Read“- und „Non-Repeatable Read“-Probleme vermieden werden.

4. Schreibvorgang

Wenn eine Transaktion einen Schreibvorgang ausführt, erstellt MySQL eine neue Versionsnummer dafür und fügt die neue Version der Datenzeile in die Datenbank ein. Gleichzeitig bleiben die ursprünglichen Datenzeilen unverändert, um sicherzustellen, dass andere Transaktionen weiterhin die alte Version der Daten lesen können.

5. Transaktions-Commit und Rollback

Wenn eine Transaktion festgeschrieben wird, aktualisiert sie die Versionsnummern aller geänderten Datenzeilen auf die Versionsnummer der aktuellen Transaktion. Auf diese Weise können andere Transaktionen die Änderungen dieser Transaktion sehen. Wenn eine Transaktion zurückgesetzt wird, werden ihre Änderungen rückgängig gemacht und die Zeilenversionsnummern werden auf den Zustand zurückgesetzt, den sie vor Beginn der Transaktion hatten.

Lassen Sie uns nun die Anwendung von MySQL MVCC anhand eines einfachen Beispielcodes demonstrieren.

Angenommen, wir haben eine Tabelle „Mitarbeiter“, die Mitarbeiterinformationen enthält, einschließlich Name und Gehalt. Unser Ziel ist es, gleichzeitige Lese- und Schreibvorgänge zu erreichen und gleichzeitig die Korrektheit der Daten sicherzustellen.

Zuerst erstellen wir eine Tabelle und fügen mehrere Daten ein:

CREATE TABLE-Mitarbeiter (
ID INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
Name VARCHAR(50),
Gehalt INT
);

INSERT INTO Mitarbeiter (Name, Gehalt ) VALUES ('Alice', 5000);
INSERT INTO Angestellter (Name, Gehalt) VALUES ('Bob', 6000);
INSERT INTO Angestellter (Name, Gehalt) VALUES ('Charlie', 7000);

Als nächstes Wir verwenden zwei verschiedene Transaktionen, um das Gehalt gleichzeitig zu ändern und abzufragen:

-- Transaktion 1:
START TRANSACTION; TRANSACTION ;

SELECT * FROM Employee WHERE name = 'Alice';

Transaktion 1 aktualisiert Alices Gehalt auf 5500, während Transaktion 2 Alices Gehalt liest. Gemäß dem MVCC-Prinzip sieht Transaktion 2 die Aktualisierungen von Transaktion 1 nicht, da Transaktion 2 früher als die Änderung von Transaktion 1 gestartet wird.

Abschließend übermitteln wir diese beiden Transaktionen und fragen die Ergebnisse ab:

-- Transaktion 1:

COMMIT;

-- Transaktion 2:

SELECT * FROM Employee WHERE name = 'Alice';

Ergebnisse, die von Transaktion 2 zurückgegeben wurden Es handelt sich immer noch um das ursprüngliche Gehalt von 5.000, nicht um die durch Transaktion 1 geänderten 5.500.

Zusammenfassend ist MySQL MVCC eine effektive Technologie zur Parallelitätskontrolle, die die Isolierung und Konsistenz gleichzeitiger Vorgänge erreicht, indem für jede Transaktion ein Snapshot erstellt und die Sichtbarkeit von Daten anhand der Versionsnummer bestimmt wird. Entwickler können die Parallelitätsfunktionen von MySQL voll ausnutzen, wenn sie Anwendungen schreiben, die auf den Prinzipien von MVCC basieren, um die Systemleistung und -zuverlässigkeit zu verbessern.

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