Comment comprendre et appliquer les principes MySQL MVCC

Comment comprendre et appliquer le principe MySQL MVCC

Introduction :

MySQL est un système de gestion de base de données relationnelle couramment utilisé, qui utilise le principe MVCC (Multi-Version Concurrency Control) pour garantir la cohérence et la concurrence des données. MVCC est une méthode de contrôle de concurrence de transactions qui implémente des opérations de lecture et d'écriture sur les données basées sur la gestion des versions.

Cet article présentera les concepts de base du principe MVCC et comment appliquer MVCC dans MySQL.

1. Présentation du principe MVCC

MVCC est un mécanisme introduit par MySQL pour améliorer la concurrence. Dans les méthodes traditionnelles de contrôle de concurrence, telles que les mécanismes de verrouillage, lorsqu'une transaction modifie certaines données, les autres transactions doivent attendre que la transaction libère le verrou avant de modifier les données. Cette approche entraînera un grand nombre d'attentes de transactions, affectant ainsi les performances de concurrence.

En revanche, MVCC adopte une méthode de contrôle de synchronisation multi-versions. Chaque transaction peut voir un instantané de la base de données, qui correspond à l'état des données à un moment donné dans la base de données.

Dans MVCC, chaque enregistrement de base de données a un numéro de version (ou un horodatage). Lorsqu'une transaction modifie un enregistrement, elle crée en fait une nouvelle version de l'enregistrement. Lorsque d'autres transactions lisent l'enregistrement, elles ne peuvent lire que la version avant le début de la transaction, et l'opération de modification de l'enregistrement par la transaction n'affectera pas l'opération de lecture de l'enregistrement par d'autres transactions.

2. Implémentation de MVCC dans MySQL

Afin d'implémenter MVCC, MySQL stocke plusieurs versions de chaque enregistrement de ligne de base de données. Dans le moteur de stockage InnoDB, chaque ligne d'enregistrements contient trois colonnes cachées, à savoir l'ID de transaction (Transaction ID), l'heure de création et l'heure d'expiration. L'ID de transaction est utilisé pour indiquer sous quelle transaction l'opération de mise à jour a eu lieu, l'heure de création est utilisée pour indiquer l'heure de création de la version et l'heure d'expiration est utilisée pour indiquer la plage de temps effective de la version.

Dans MySQL, les opérations de lecture de données peuvent être divisées en deux types :

1. Lecture cohérente : lors de la lecture de données, seule la version des données avant le début de la transaction en cours peut être lue. Cela garantit que les données lues au sein d’une transaction sont cohérentes.
2. Lecture instantanée : lors de la lecture des données, vous pouvez lire la dernière version des données. Cette méthode de lecture convient aux scénarios dans lesquels il n’y a pas d’écriture simultanée et peut améliorer l’efficacité de la lecture.

3. Application du principe MVCC

Le principe MVCC est largement utilisé et peut être utilisé pour résoudre le problème des conflits de lecture et d'écriture de plusieurs transactions simultanées sur les mêmes données.

Ce qui suit est un exemple de code Python simple qui montre comment utiliser MVCC pour implémenter le contrôle de concurrence dans MySQL.

import threading
import time
import pymysql

# 创建多个线程并发执行事务
def execute_transactions():
    conn = pymysql.connect(host='localhost', user='root', password='password', db='test', charset='utf8mb4')
    cursor = conn.cursor()
    
    try:
        cursor.execute('BEGIN')
        cursor.execute('SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1')
        balance = cursor.fetchone()[0]
        time.sleep(1)  # 模拟其他事务操作
        cursor.execute('UPDATE accounts SET balance = %s WHERE id = 1', (balance - 100,))
        cursor.execute('COMMIT')
    except Exception as e:
        cursor.execute('ROLLBACK')
        print(repr(e))
    finally:
        cursor.close()
        conn.close()

# 创建多个线程并发执行事务
threads = []
for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=execute_transactions)
    threads.append(t)

# 启动线程
for t in threads:
    t.start()

# 等待所有线程执行结束
for t in threads:
    t.join()

Dans l'exemple de code ci-dessus, nous avons créé plusieurs threads pour exécuter des transactions simultanément. Chaque transaction lit le solde du compte dans la base de données et déduit 100 yuans. Grâce à l'utilisation du mécanisme MVCC, chaque transaction ne peut lire que la version des données avant le début de la transaction, et les opérations de modification du solde du compte ne s'affecteront pas. De cette manière, la cohérence et la simultanéité des données sont garanties.

Résumé :

Cet article présente le principe et l'application de MVCC dans MySQL. MVCC implémente un contrôle d'accès simultané aux données via le mécanisme de gestion des versions, améliorant ainsi les performances de concurrence de la base de données. Dans des applications pratiques, nous pouvons utiliser MVCC pour résoudre le problème des conflits de lecture et d'écriture entre plusieurs transactions simultanées sur les mêmes données.

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