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MySQL 引擎 和 InnoDB并发控制 简介

2011-04-29 15:07 726 查看
MySQL存储引擎采用了可插拔的结构,即用户可以根据自己的需要来选择不同的存储引擎。

下表是MySQL不同的存储引擎的不同的特性:

Feature

MyISAM

BDB

Memory

InnoDB

Archive

NDB

Storage limits

256TB

No

Yes

64TB

No

384EB[4]

Transactions

No

Yes

No

Yes

No

Yes

Locking granularity

Table

Page

Table

Row

Row

Row

MVCC (snapshot read)

No

No

No

Yes

Yes

No

Geospatial support

Yes

Yes[1]

No

Yes[1]

Yes[1]

Yes[1]

B-tree indexes

Yes

Yes

Yes

Yes

No

Yes

Hash indexes

No

No

Yes

No

No

Yes

Full-text search indexes

Yes

No

No

No

No

No

Clustered indexes

No

Yes

No

Yes

No

No

Data caches

No

Yes

N/A

Yes

No

Yes

Index caches

Yes

Yes

N/A

Yes

No

Yes

Compressed data

Yes

No

No

No

Yes

No

Encrypted data[2]

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

Cluster database support

No

No

No

No

No

Yes

Replication support[3]

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

Foreign key support

No

No

No

Yes

No

No

Backup / point-in-time recovery[3]

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

Query cache support

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

Update statistics for data dictionary

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

几个常用的存储引擎:

(1)MyISAM:它主要用于大多数的Web、数据仓库和其它应用中。可以通过数据库配置文件中的storage_engine选项来改变默认的存储引擎。

(2)InnoDB:主要用于事务处理应用,并且支持事务的ACID特性和外键。

(3)BDB:支持COMMIT,ROLLBACK和其它事务特性。

在创建表或修改表的时候,都可以指定需要使用的存储引擎:

SQL>CREATE TABLE engineTest (id INT) ENGINE = MyISAM;

SQL>ALTER TABLE engineTest ENGINE = ARCHIVE;

虽然InnoDB和BDB都支持事务,但是相比而已InnoDB支持得更好。

InnoDB通过多版本并发控制MVCC来支持事务的,允许COMMIT, ROLLBACK和svepoints。 而BDB支持事务,只是允许COMMIT和ROLLBACK。

由于我们主要研究MySQL的多版本并发控制机制,因此,后面主要是解析InnoDB存储引擎的代码。

InnoDB的设计是为了在处理大数据量的时候得到最好的性能。InnoDB存储引擎维护了一个它自己的缓冲区,用来存储数据和索引。InnoDB将表和索引存储在一个表空间中,这个表空间可能由不同的文件组成。而MyISAM存储引擎的表中每个表都存在一个独立的文件里面。

和达梦一样InnoDB的每个表都对应了一个相应的聚簇索引,如果表上有主键的话,则聚簇索引使用主键作为索引键,如果没有主键的话,则选择第一个非空列的非唯一索引作为聚簇索引,如果都没有的话,则使用rowid作为索引键。

事务模型:

InnoDB事务模型是将传统的两阶段封锁协议同多版本数据库特性相结合。它采用加行级锁和查询不加锁。

锁模型:

有两种类型的锁,共享锁和排它锁

(1)共享锁S允许事务读一条记录

(2)排它锁X允许事务更新或删除一条记录

如果事务T1拥有行t上的共享锁,那么:

如果其它事务T2请求t上的S锁,那么可以被立即授予。这样T1和T2都拥有t上的S锁。

如果其它事务T2请求t上的X锁,那么不能被授予。

如果事务T1拥有行t上的X锁,那么其它事务请求t上的任何锁都不能被授予。 另外,InnoDB支持多种上锁粒度,它允许同时加行锁和表锁。为了支持多粒度锁,引入了一个新的锁,意向锁。意向锁是加在表上的锁。意向锁就是表明某个事务之后要对这个表上的某个行加该类型的锁。

共享意向锁IS,表明事务T将要在表T的某些行上加S锁。

排他意向锁IX,表明事务T将要在表T的某些行上加X锁

意向锁协议是:

在某个事务请求行上的S锁之前,它必须先得到该行所在表的IS锁或更强的锁。

在某个事务请求行上的X锁之前,它必须先得到该行所在表的IX锁。

下面是锁的相容性矩阵:(相容为1,不相容为0)

X

IX

S

IS

X

0

0

0

0

IX

0

1

0

1

S

0

0

1

1

IS

0

1

1

1

一个锁可以被授予被某个事务,如果事务请求的锁和已经上的锁相容。

隔离级别:

InnoDB默认隔离级别是REPEATABLE READ。InnoDB支持SQL标准的四个隔离级别。

一致性非上锁读:

InnoDB使用多版本的方式来控制一致性读,也就是说,给某个查询在该时刻的一个数据库的快照。这个查询可以看到这个时刻以前由其它事务提交的操作,而看不到之后做的改变或还未提交的改变。这个规则的唯一例外就是,事务可以看到本事务之前所做的还未提交的操作。

这个规则导致了下面的异常:如果你更新了某个表里面的行,使用SELECT将可以看见最新更新的行和老版本的行。如果其它事务同时更新相同的表,那么你就可能看到根本不可能在数据库中存在的状态。

如果在某人的REPEATABLE READ隔离级别下的话,所有同一事物的所有一致性读都是读的第一次查询时建立的快照。如果想得到最新的快照的话,那么需要提交当前的事务,然后再开始新的查询。

注意:DROP TABLE 和ALTER TABLE语句不使用一致性读。因为DROP TABLE的话,MYSQL不能使用已经删除了的表。而ALTER TABLE的时候,MYSQL是将原来的表复制一份,然后删除掉原来的表。

Next-Key Locking:避免幻象

在行级锁中,InnoDB使用一种称为next-key locking的算法。当检索表的一个索引的时候,它对遇到的索引记录加S或X锁。因此行级锁实际上是索引记录锁。

InnoDB在索引记录上加锁的时候也影响了索引记录前的‘gap’。如果一个用户拥有索引上某个记录R的S或X锁,另一个用户不能马上在记录R前插入一个新的索引记录。这样就可以避免幻象的出现。

多版本的实现

为了实现多版本,InnoDB必须在表空间中保存行的旧版本信息。这些信息被保存在回滚段中。

在内部,InnoDB为每个行增加了两个域,一个6-byte的域来指示最后插入或更新这个行的事务标识符,删除标志也被认为是一个更新,因为它在提交前只是在行上做了一个标记。另外一个7-byte的域被称为回滚指针(roll pointer),回滚指针指向一个由回滚段写入的undo日志记录。如果一个行被更新了,undo日志记录包含了重建这行更新前信息的一些必要数据。

InnoDB使用回滚段的信息来执行事务回滚所必须的一些undo操作,而且也使用这些信息来重建更新前的行信息。

回滚段中的undo日志被分为插入日志和更新日志。插入日志仅在事务回滚的时候有用,事务提交之后就可以马上删除掉。更新日志在一致性读的时候需要使用,但是,如果当前没有事务再可能使用回滚段中的记录的时候,这些记录就可以删除掉了。因此,你必须经常提交你的事务,就算这些事务只是进行一致性读操作而已。否则,InnoDB不能删除掉某些更新日志,这样回滚段将变得越来越大。

回滚段中undo日志记录的物理大小要比其对应的插入或更新的行要小很多。

在多版本方式下,当你使用SQL语句删除某一行的时候,该行并不会马上从数据库的物理文件上移除。只有当InnoDB能够删除掉更新日志记录的时候,那些行及其对应的索引记录才会真正从物理上删除掉。这个移除操作称为purge。

整理自网络

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