PG课堂笔记-第12课MVCC机制

mvcc机制

写新数据时，旧数据不删除，而是把新数据插入，将旧数据标记为无效，PostgreSQL就是使用的这种实现方法，新老数据存放在一起，在被清理之前，会一直占据着空间，所以会导致膨胀。
两种方法各有利弊，相对于第一种来说，PostgreSQL的MVCC实现方式优缺点如下：

优点

优点
1.无论事务进行了多少操作，事务回滚可以立即完成，Oracle中使用了回滚段，如Oracle数据库宕机时如果有很多事务正在运行，这时数据库再启动后，需要把之前的事务做回滚，当没有回滚完成时，数据行上仍然有锁的，这时业务仍然不能正常操作，如果恰好碰到要回滚一些很大的事务，情况会更坏。
2.数据可以进行很多更新，不必像Oracle和MySQL的Innodb引擎那样需要经常保证回滚段不会被用完，也不会像oracle数据库那样经常遇到“ORA-1555”错误的困扰

缺点

1.旧版本的数据需要清理。好在在v8.3中，PostgreSQL引入了自动化的autovacuum，采用多进程架构，支持多表同时操作2.旧版本的数据可能会导致查询需要扫描的数据块增多，从而导致查询变慢
3.空间持续上涨，存储没有被有效利用

事务标识

postgres=# begin;
BEGIN
postgres=*# select txid_current();
 txid_current 
--------------
 ? ? ? ?  756
(1 row)
?

特殊事务标识：

0：InvalidTransactionId，表示无效的事务ID
1：BootstrapTransactionId，表示系统表初始化时的事务ID，比任何普通的事务ID都旧。
2：FrozenTransactionId，冻结的事务ID，比任何普通的事务ID都旧。
大于2的事务ID都是普通的事务ID。

代码逻辑

/*
*TransactionIdPrecedes---isid1logically<id2?
*/
bool
TransactionIdPrecedes(TransactionIdid1,TransactionIdid2){

对比逻辑

*IfeitherIDisapermanentXIDthenwecanjustdounsigned
*comparison.Ifbotharenormal,doamodulo-2^32comparison.*/
?
int32 diff;
?
if(!TransactionIdIsNormal(id1)||!TransactionIdIsNormal(id2))
return(id1<id2);diff=(int32)(id1-id2);
return(diff<0);
?
txid可以相互比较大小。例如对于txid=100的事务，大于100的txid属于“未来”，且对于txid=100的事务而言都是不可见（invisible）的；小于100的txid属于“过去”，且对该事务可见，如图5.1(a)所示。
?
因为txid在逻辑上是无限的，而实际系统中的txid空间不足（4字节取值空间约42亿），因此PostgreSQL将txid空间视为一个环。对于某个特定的txid，其前约21亿个txid属于过去，而其后约21亿个txid属于未来。如图5.1(b)所示。
?
所谓的txid回卷问题将在5.10.1节中介绍。

元组结构

虽然HeapTupleHeaderData结构包含七个字段，但后续部分中只需要了解四个字段即可。
?
t_xmin保存插入此元组的事务的txid。
t_xmax保存删除或更新此元组的事务的txid。如果尚未删除或更新此元组，则t_xmax设置为0，即无效。
t_cid保存命令标识（command id, cid），cid意思是在当前事务中，执行当前命令之前执行了多少SQL命令，从零开始计数。例如，假设我们在单个事务中执行了三条INSERT命令BEGIN;INSERT;INSERT;INSERT;COMMIT;。如果第一条命令插入此元组，则该元组的t_cid会被设置为0。如果第二条命令插入此元组，则其t_cid会被设置为1，依此类推。
t_ctid保存着指向自身或新元组的元组标识符（tid）。如第1.3节中所述，tid用于标识表中的元组。在更新该元组时，其t_ctid会指向新版本的元组；否则t_ctid会指向自己。

元组的增删改查

插入操作

插入操作的过程和结果分析：
t_xmin被设置为99，表示插入该元组的txid
t_xmax被设置为0，因为该元组还未被更新或删除过
t_cid被设置为0，因为这是该事务的第一条命令
t_ctid指向自身，被设置为（0,1），表示该元组位于0号page的第1个位置上

删除操作

删除操作的过程和结果分析
t_xmin不变，也是99，
t_xmax变成为111，因为是删除操作
t_cid被设置为0，因为这是该事务的第一条命令
t_ctid指向自身，被设置为（0,1），表示该元组位于0号page的第1个位置上
当txid=111的事务提交时，tuple_1就不再需要了，称为dead tuple.但是这个dead tuple依然还是在这个page上，随着数据库的运行，这种死元组越来越多，他们会在vacuum时最终被清理掉。

更新操作

更新操作过程和结果分析
看第一条tuple
t_xmin不变，也是99，
t_xmaix变成为100，这个是删除操作，
t_cid t_cid被设置为0，因为这是该事务的第一条命令
t_ctid指向自身，被设置为（0,2），表示该元组位于0号page的第2个位置上
接着插入一条新数据
t_xmin，也是100，
t_xmaix变成为0，因为没有删除操作
t_cid被设置为0，因为这是该事务的第一条命令
t_ctid指向自身，被设置为（0,2），表示该元组位于0号page的第2个位置上
再来看第二天tuple
Tuple_2
t_xmin 不变，表示插入该元组的txid
t_xmax 被设置为100，即删除该元组的txid
t_cid 被设置为1，因为这是该事务的第二条命令
t_ctid 指向新版本元组，被设置为（0,3），表示新元组位于0号page的第3个位置上
Tuple_3
t_xmin 被设置为100，表示插入该元组的txid
t_xmax 被设置为0，因为该元组还未被更新或删除过
t_cid 被设置为1，因为这是该事务的第二条命令

xmin,xmax 与 t_xmin,t_xmax 的区别：

?
1、xmin,xmax 最早事务和最晚事务 , select txid_current_snapshot();
使用场景：MVCC事务可见性场景用到。
2、t_xmin,t_xmax  插入改元组的txid，和删除更新改元组的txid，那请问txid是什么呢？txid也就是当前事务 ID ，通过 select txid_current();  获取
使用场景：DML 语句中用到。
?
补充一点：只读事务使用的是虚拟ID，用 select txid_current_if_assigned(); 

参考博客：https://www.cnblogs.com/flying-tiger/p/9567213.html

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