数据库-mvcc-数据库MVCC-提高并发性能的关键技术 (数据库mvvc)

教程大全 2025-07-16 23:47:20 浏览

随着互联网的飞速发展,数据库作为存储数据的基础设施,对于保障互联网业务的可靠性和稳定性起到了至关重要的作用。在互联网业务中,由于数据操作的并发性,数据库的并发性能成为了关键瓶颈。在众多的数据库技术中,MVCC技术成为了提高数据库并发性能的关键技术。

什么是MVCC技术?

MVCC全称为Multi-Version Concurrency Control,即多版本并发控制。MVCC技术是一种并发控制机制,它是为了解决数据库在高并发环境下数据一致性与性能的问题而提出的。MVCC是在保证事务一致性、隔离性的前提下提高数据库并发性能的重要技术。

MVCC技术的实现方式

MVCC技术的实现方式有两种,一种是基于版本链表,即在每个数据块中维护一个版本链表,每个版本链表节点包含一个版本号和对应的数据。另一种是基于快照隔离,即为每个事务创建一个数据库快照来进行事务处理。

基于版本链表的实现方式,采用了多版本存储数据,在读取数据时,将版本号更高的数据返回。同时,写入新数据时,基于CAS算法(Compare and Swap)实现原子性地更新。这样就能够实现数据的读取和写入的并发控制。在每个事务中,读取的数据版本号大于等于事务开始时的版本号,事务写入的数据版本号等于事务开始时的版本号。

基于快照隔离的实现方式,将每个事务隔离出来,每个事务处理时都有自己的数据库快照。快照中包含了事务开始时的所有数据。在事务处理过程中,不会对其他事务可见,其中数据的修改只有在事务提交时才会对其他事务可见。

MVCC技术的优点

MVCC技术的出现,主要是为了解决传统锁机制的死锁问题和性能问题。

在传统锁机制中,由于锁的粒度过大,因此容易发生死锁问题。同时,锁的开销也非常大,容易出现性能瓶颈。而MVCC技术实现了原子性,避免了死锁问题。同时,由于读取数据时只需要读取一个版本的数据,没有锁的粒度限制,因此将块粒度调小,从而提高并发性能。在读多写少的情况下,MVCC技术的性能更为优越。

在MVCC技术中,每个事务都有自己的快照,因此对其他事务的影响非常小,避免了传统锁机制中由于阻塞而造成的性能损失,提高了并发性能。同时,在MVCC技术中,对于读多写少的业务场景,可以采用基于快照隔离的方式实现,进一步提高了并发性能。

MVCC技术的应用

目前,MVCC技术已经广泛应用于各类数据库中。例如,Oracle数据库的默认隔离级别是Read Committed,它采用的就是MVCC技术。PostgreSQL数据库也采用了MVCC技术,并将其作为默认隔离级别。

同时,MVCC技术也被用于各种分布式系统中,如Hadoop、Spark等。这些分布式系统都需要对数据进行并发处理,因此也需要采用MVCC技术实现数据一致性和性能的平衡。

MVCC技术是一种非常重要的技术,为了解决传统锁机制在高并发场景下的性能和死锁问题而提出。该技术实现对读取数据和写入数据的并发控制,避免了锁的粒度问题和死锁问题,提高数据库的并发性能。同时,由于其应用范围广泛,因此成为了数据库和分布式系统中重要的技术,未来也将得到不断完善和发展。

相关问题拓展阅读:

Access数据库中如何避免脏数据

脏读dirtyreads:当事务读取还未被提交的数据时,就会发生这种事件。举例来说:Transaction1修改了一行数据,然后Transaction2在Transaction1还未提交修改操作之前读取了被修改的行。如果Transaction1回滚了修改操作,那么Transaction2读取的数据就可以看作是从未存在过的。

不可重复的读non-repeatablereads:当事务两次读取同一行数据,但每次得到的数据都不一样时,就会发生这种事件。举例来说:Transaction1读取一行数据,然后Transaction2修改或删除该行并提交修改操作。当Transaction1试图重新读取该行时,它就会得到不同的数据值(如果该行被更新)或发现该行不再存在(如果该行被删除)。

虚读phantomread:如果符合搜索条件的一行数据在后面的读取操作中出现,但该行数据却不属于最初的数据,就会发生这种事件。举例来说:Transaction1读取满足某种搜索条件的一些行,然后Transaction2插入了符合Transaction1的搜索条件的一个新行。如果Transaction1重新执行产生原来那些行的查询,就会得到不同的行。

MYSQL事务隔离级别的认识

在hibernate中如果要连续不间断的保存多个实体的实例,那么在我们保存之一个的时候,其实在数据库里是不存在数据的,即使用Session.flush()也无济于事,这到底是怎么回事呢?让我很是疑惑…….

在查阅了相关的资料后,原来是数据库对于事务的隔离级别的限制问题,而我原来的MYSQL数据库正好是不支持我上述操作的隔离级别。

1、在MYSQL中查询事务隔离级别:

select@@tx_isolation;(tx其实就是transaction的缩写或者习惯缩写法)

我的结果是REPEATABLE-READ(即可重复读,稍后会引用专业结束文档)

2、修改MYSQL事务隔离界别:

settransactionisolationlevel目标隔离级别;

3、再次查询隔离级别进行检验是否已经成功修改。

这样在修改了隔离级别之后,在进行save()的时候,数据库中就会存在一些数据了,问题解决了。关于其他的数据库产品,思想都是一样的。

附加、官方的SQL事务隔离级别文档:

SQL标准定义了4类隔离级别,包括了一些具体规则,用来限定事务内外的哪些改变是可见的,哪些是不可见的。低级别的隔离野码级一般支持更高的并发处理,并拥有吵悉更低的系统开销。

ReadUncommitted(读取未提交内容)

在该隔离级别,所有事务都可以看到其他未提交事务的执行结果。本隔离级别很少用于实际应用,因为它的性能也不比其他级别好多少。读取未提交的数据,也被称之为脏读(DirtyRead)。

ReadCommitted(读取提交内容)

这是大多数数据库系统的默认隔离级别(但不是MySQL默认的)。它满足了隔离的简单定义:一个事务只能看见已经提交事务所做的升脊乎改变。这种隔离级别也支持所谓的不可重复读(Read),因为同一事务的其他实例在该实例处理其间可能会有新的commit,所以同一select可能返回不同结果。

RepeatableRead(可重读)

这是MySQL的默认事务隔离级别,它确保同一事务的多个实例在并发读取数据时,会看到同样的数据行。不过理论上,这会导致另一个棘手的问题:幻读(PhantomRead)。简单的说,幻读指当用户读取某一范围的数据行时,另一个事务又在该范围内插入了新行,当用户再读取该范围的数据行时,会发现有新的“幻影”行。InnoDB和Falcon存储引擎通过多版本并发控制(MVCC,ConcurrencyControl)机制解决了该问题。

(可串行化)

这是更高的隔离级别,它通过强制事务排序,使之不可能相互冲突,从而解决幻读问题。简言之,它是在每个读的数据行上加上共享锁。在这个级别,可能导致大量的超时现象和锁竞争。

MySQL 事务的默认隔离级别是什么?可以解决幻读问题么?

我们设想一个场景,这个场景中我们需要插入多条相关联的数据到数据库,不幸的是,这个过程可能会遇到下面这些问题:

上面的任何一个问题都可能会导致数据的不一致性。为了保证数据的一致性,系统必须能够处理这些问题。事务就是我们抽象出来简化这些问题的首选机制。事务的概念起源于数据库,目前,已经成为一个比较广泛的概念。

何为事务?

一言蔽之,

事务是逻辑上的一组操作,要么都执行,要么都不执行。

事务最经典也经常被拿出来说例子就是转账了。假如小明要给小红转账 1000 元,这个转账会涉及到两个关键操作,这两个操作必须都成功或者都失败。

事务会把这两个操作就可以看成逻辑上的一个整体,这个整体包含的操作要么都成功,要么都要失败。这样就不会出现小明余额减少而小红的余额却并没有增加的情况。

大多数情况下,我们在谈论事务的时候,如果没有特指

分布式事务

,往往指的就是

数据库事务

数据库事务在我们日常开发中接触的最多了。如果你的项目属于单体架构的话,你接触到的往往就是数据库事务了。

那数据库事务有什么作用呢?

简单来说,数据库事务可以保证多个对数据库的操作(也就是 SQL 语句)构成一个逻昌穗辑上的整体。构成这个逻辑上的整体的这些数据库操作遵循:

要么全部执行成功,要么全部不执行

另外,关系型数据库(例如: MySQL 、 SQL Server 、 Oracle 等)事务都有

特性

这里要额外补充一点:

只有粗迅瞎保证了事务的持久性、原子性、隔离性之后,一致性才能得到保障。也就是说 A、I、D 是手段,C 是目的!

在典型的应用程序中,多个事务并发运行,经常会操作相同的数据来完成各自的任务(多个用户对同一数据进行操作)。并发虽然是必须的,但可能会导致以下的问题。

不可重复读和幻读区别

提高并发性能的关键技术

:不可重复读的重点是修改比如多次读取一条记录发现其中某些列的值被修改,幻读的重点在于新增或者删除比如多次查询同一条查询语句(DQL)时,记录发现记录增多或减少了。

SQL 标准定义了四个隔离级别:

隔离级别脏读不可重复读幻读 READ-UNCOMMITTED READ-COMMITTED REPEATABLE-READ SERIALIZABLE

MySQL 的隔离级别基于锁和 MVCC 机制共同实现的。

SERIALIZABLE 隔离级别,是通过锁来实现的。除了 SERIALIZABLE 隔离级别,其他的隔离级别都是基于 MVCC 实现。

不过, SERIALIZABLE 之外的其他隔离级别可能也需要用到锁机制,就比如 REPEATABLE-READ 在当前读情况下需要使用加锁读来保证不会出现幻读。

MySQL InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是

REPEATABLE-READ(可重读)

。我们可以通过 SELECT @@tx_isolation; 命令来查看,MySQL 8.0 该命令改为 SELECT @@transaction_isolation;

从上面对 SQL 标准定义了四个隔离级别的介绍可以看出,标准的 SQL 隔离级别定义里,REPEATABLE-READ(可重复读)是不可以防止幻读的。

但是!InnoDB 实现的 REPEATABLE-READ 隔离级别其实是可以解决幻读问题发生的,主要有下面两岩空种情况:

因为隔离级别越低,事务请求的锁越少,所以大部分数据库系统的隔离级别都是

READ-COMMITTED

,但是你要知道的是 InnoDB 存储引擎默认使用

REPEATABLE-READ

并不会有任何性能损失。

InnoDB 存储引擎在分布式事务的情况下一般会用到 SERIALIZABLE 隔离级别。

数据库 mvcc的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于数据库 mvcc,数据库MVCC,提高并发性能的关键技术,Access数据库中如何避免脏数据,MySQL 事务的默认隔离级别是什么?可以解决幻读问题么?的信息别忘了在本站进行查找喔。

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初次打开mysql5.6后,怎么使用呢?

一、mysql是通过DOS命令方式操作的,所以需要让DOS能找到相关命令,就得需要做一下配置,首先我们需要指定mysql服务启动启动的文件,用到bin包下的命令,可以通过环境变量配置找到此命令,也可通过在文件中添加下面配置的方式找到此命令:[WinMySQLAdmin]# 指定mysql服务启动启动的文件Server=D:/yan_package/mysql-5.6.23-win32/bin/对上述图的参数做下解释说明:basedir:设置mysql的安装目录datadir:设置mysql数据库的数据的存放目录port: 端口号server_id: server-id值类似于IP地址:这些ID值能唯一识别复制服务器群集中的每个服务器实例,如果设置主从服务器时,每个服务器必须有一个唯一的server-id值,且不相同。 也可以在配置文件中设置mysql服务器的字符集default-character-set=gbk二、文件修改好后,进入DOS命令安装mysql服务三、启动mysql服务四、在mysql控制台下以root用户登录,默认root用户是没有密码的,直接按回车。 八、登录成功后,可以看到都有哪些数据库.补充:停止mysql的服务用net stop mysql删除mysql的服务用mysqld -remove

oracle中row lock和tx锁到底是什么关系

数据库是一个多用户使用的共享资源。 当多个用户并发地存取数据时,在数据库中就会产生多个事务同时存取同一数据的情况。 若对并发操作不加控制就可能会读取和存储不正确的数据,破坏数据库的一致性。 加锁是实现数据库并发控制的一个非常重要的技术。 当事务在对某个数据对象进行操作前,先向系统发出请求,对其加锁。 加锁后事务就对该数据对象有了一定的控制,在该事务释放锁之前,其他的事务不能对此数据对象进行更新操作。 在数据库中有两种基本的锁类型:排它锁(Exclusive Locks,即X锁)和共享锁(Share Locks,即S锁)。 当数据对象被加上排它锁时,其他的事务不能对它读取和修改。 加了共享锁的数据对象可以被其他事务读取,但不能修改。 数据库利用这两种基本的锁类型来对数据库的事务进行并发控制。 根据保护的对象不同,Oracle数据库锁可以分为以下几大类:DML锁(data locks,数据锁),用于保护数据的完整性;DDL锁(dictionary locks,字典锁),用于保护数据库对象的结构,如表、索引等的结构定义;内部锁和闩(internal locks and latches),保护数据库的内部结构,应用于SGA;在我们实际应用开发中涉及较多的是DML锁,其他两种的话DBA会更加关心点;DML锁的目的在于保证并发情况下的数据完整性,主要包括TM锁和TX锁,其中TM锁称为表级锁,TX锁称为事务锁或行级锁。

oracle数据库的后台进程有哪些

DBWR进程:该进程执行将缓冲区写入数据文件,是负责缓冲存储区管理的一个ORACLE后台进程。 当缓冲区中的一缓冲区被修改,它被标志为“弄脏”,DBWR的主要任务是将“弄脏”的缓冲区写入磁盘,使缓冲区保持“干净”。 由于缓冲存储区的缓冲区填入数据库或被用户进程弄脏,未用的缓冲区的数目减少。 当未用的缓冲区下降到很少,以致用户进程要从磁盘读入块到内存存储区时无法找到未用的缓冲区时,DBWR将管理缓冲存储区,使用户进程总可得到未用的缓冲区。 ORACLE采用LRU(LEAST RECENTLY USED)算法(最近最少使用算法)保持内存中的数据块是最近使用的,使I/O最小。 在下列情况预示DBWR 要将弄脏的缓冲区写入磁盘:当一个服务器进程将一缓冲区移入“弄脏”表,该弄脏表达到临界长度时,该服务进程将通知DBWR进行写。 该临界长度是为参数DB-BLOCK-WRITE-BATCH的值的一半。 当一个服务器进程在LRU表中查找DB-BLOCK-MAX-SCAN-CNT缓冲区时,没有查到未用的缓冲区,它停止查找并通知DBWR进行写。 出现超时(每次3秒),DBWR 将通知本身。 当出现检查点时,LGWR将通知DBWR.在前两种情况下,DBWR将弄脏表中的块写入磁盘,每次可写的块数由初始化参数DB-BLOCK- WRITE-BATCH所指定。 如果弄脏表中没有该参数指定块数的缓冲区,DBWR从LUR表中查找另外一个弄脏缓冲区。 如果DBWR在三秒内未活动,则出现超时。 在这种情况下DBWR对LRU表查找指定数目的缓冲区,将所找到任何弄脏缓冲区写入磁盘。 每当出现超时,DBWR查找一个新的缓冲区组。 每次由DBWR查找的缓冲区的数目是为寝化参数DB-BLOCK- WRITE-BATCH的值的二倍。 如果数据库空运转,DBWR最终将全部缓冲区存储区写入磁盘。 在出现检查点时,LGWR指定一修改缓冲区表必须写入到磁盘。 DBWR将指定的缓冲区写入磁盘。 在有些平台上,一个实例可有多个DBWR.在这样的实例中,一些块可写入一磁盘,另一些块可写入其它磁盘。 参数DB-WRITERS控制DBWR进程个数。 LGWR进程:该进程将日志缓冲区写入磁盘上的一个日志文件,它是负责管理日志缓冲区的一个ORACLE后台进程。 LGWR进程将自上次写入磁盘以来的全部日志项输出,LGWR输出:当用户进程提交一事务时写入一个提交记录。 每三秒将日志缓冲区输出。 当日志缓冲区的1/3已满时将日志缓冲区输出。 当DBWR将修改缓冲区写入磁盘时则将日志缓冲区输出。 LGWR进程同步地写入到活动的镜象在线日志文件组。 如果组中一个文件被删除或不可用,LGWR 可继续地写入该组的其它文件。 日志缓冲区是一个循环缓冲区。 当LGWR将日志缓冲区的日志项写入日志文件后,服务器进程可将新的日志项写入到该日志缓冲区。 LGWR 通常写得很快,可确保日志缓冲区总有空间可写入新的日志项。 注意:有时候当需要更多的日志缓冲区时,LWGR在一个事务提交前就将日志项写出,而这些日志项仅当在以后事务提交后才永久化。 ORACLE使用快速提交机制,当用户发出COMMIT语句时,一个COMMIT记录立即放入日志缓冲区,但相应的数据缓冲区改变是被延迟,直到在更有效时才将它们写入数据文件。 当一事务提交时,被赋给一个系统修改号(SCN),它同事务日志项一起记录在日志中。 由于SCN记录在日志中,以致在并行服务器选项配置情况下,恢复操作可以同步。 CKPT进程:该进程在检查点出现时,对全部数据文件的标题进行修改,指示该检查点。 在通常的情况下,该任务由LGWR执行。 然而,如果检查点明显地降低系统性能时,可使CKPT进程运行,将原来由LGWR进程执行的检查点的工作分离出来,由 CKPT进程实现。 对于许多应用情况,CKPT进程是不必要的。 只有当数据库有许多数据文件,LGWR在检查点时明显地降低性能才使CKPT运行。 CKPT进程不将块写入磁盘,该工作是由DBWR完成的。 初始化参数CHECKPOINT-PROCESS控制CKPT进程的使能或使不能。 缺省时为FALSE,即为使不能。 SMON进程:该进程实例启动时执行实例恢复,还负责清理不再使用的临时段。 在具有并行服务器选项的环境下,SMON对有故障CPU或实例进行实例恢复。 SMON进程有规律地被呼醒,检查是否需要,或者其它进程发现需要时可以被调用。 PMON进程:该进程在用户进程出现故障时执行进程恢复,负责清理内存储区和释放该进程所使用的资源。 例:它要重置活动事务表的状态,释放封锁,将该故障的进程的ID从活动进程表中移去。 PMON还周期地检查调度进程(DISPATCHER)和服务器进程的状态,如果已死,则重新启动(不包括有意删除的进程)。 PMON有规律地被呼醒,检查是否需要,或者其它进程发现需要时可以被调用。 RECO进程:该进程是在具有分布式选项时所使用的一个进程,自动地解决在分布式事务中的故障。 一个结点RECO后台进程自动地连接到包含有悬而未决的分布式事务的其它数据库中,RECO自动地解决所有的悬而不决的事务。 任何相应于已处理的悬而不决的事务的行将从每一个数据库的悬挂事务表中删去。 当一数据库服务器的RECO后台进程试图建立同一远程服务器的通信,如果远程服务器是不可用或者网络连接不能建立时,RECO自动地在一个时间间隔之后再次连接。 RECO后台进程仅当在允许分布式事务的系统中出现,而且DISTRIBUTED ?C TRANSACTIONS参数是大于进程:该进程将已填满的在线日志文件拷贝到指定的存储设备。 当日志是为ARCHIVELOG使用方式、并可自动地归档时ARCH进程才存在。 LCKn进程:是在具有并行服务器选件环境下使用,可多至10个进程(LCK0,LCK1……,LCK9),用于实例间的封锁。 Dnnn进程(调度进程):该进程允许用户进程共享有限的服务器进程(SERVER PROCESS)。 没有调度进程时,每个用户进程需要一个专用服务进程(DEDICATEDSERVER PROCESS)。 对于多线索服务器(MULTI-THREADED SERVER)可支持多个用户进程。 如果在系统中具有大量用户,多线索服务器可支持大量用户,尤其在客户_服务器环境中。 在一个数据库实例中可建立多个调度进程。 对每种网络协议至少建立一个调度进程。 数据库管理员根据操作系统中每个进程可连接数目的限制决定启动的调度程序的最优数,在实例运行时可增加或删除调度进程。 多线索服务器需要SQL*NET版本2或更后的版本。 在多线索服务器的配置下,一个网络接收器进程等待客户应用连接请求,并将每一个发送到一个调度进程。 如果不能将客户应用连接到一调度进程时,网络接收器进程将启动一个专用服务器进程。 该网络接收器进程不是ORACLE实例的组成部分,它是处理与ORACLE有关的网络进程的组成部分。 在实例启动时,该网络接收器被打开,为用户连接到ORACLE建立一通信路径,然后每一个调度进程把连接请求的调度进程的地址给予于它的接收器。 当一个用户进程作连接请求时,网络接收器进程分析请求并决定该用户是否可使用一调度进程。 如果是,该网络接收器进程返回该调度进程的地址,之后用户进程直接连接到该调度进程。 有些用户进程不能调度进程通信(如果使用SQL*NET以前的版本的用户),网络接收器进程不能将如此用户连接到一调度进程。 在这种情况下,网络接收器建立一个专用服务器进程,建立一种合适的连接.即主要的有:DBWR,LGWR,SMON 其他后台进程有PMON,CKPT等

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