PostgreSQLMVCC源碼實現

MVCC對每一個DBA來講，都不陌生，即多版本控制（Multi-Version-Control）。正因為數據有了多個版本，才實現了讀和寫在一定程度上

MVCC對每一個DBA來講，都不陌生，即多版本控制（Multi-Version-Control）。正因為數據有了多個版本，才實現了讀和寫在一定程度上的分離，提高數據庫每秒處理查詢的能力（QPS）。

用戶發起的普通查詢請求（不包含select … for update語句），并不堵塞DML事務。在Read Commit事務隔離級別時，查詢請求只讀取查詢請求之前已經提交的事務的數據更改，對當前版本的數據并不影響；

而DML語句，會操作當前版本。因此做到了讀寫分離的目的，提高數據庫并發能力。

不同的數據庫，實現MVCC的方法不同。Oracle和MySQL Innodb 存儲引擎類似的使用undo來實現。

對于PostgreSQL數據庫來講，他沒有undo，那么，PG又是怎么來實現他自己的MVCC呢？又有那些優缺點呢？

PG用copy tuple和tuple的xmin,xmax,cmin,cmax等標記來實現多版本。

xmin：在創建記錄(tuple)時，記錄此時，后面每次update也會更新。

xmax: 在刪除tuple或者lock時，記錄此時；如果記錄沒有被刪除，那么此時為0。

cmin和cmax：主要為標識在同一個事務中多個語句命令的序列值。用于同一個事務中實現版本可見性判斷。

1.下面我們先來看一下xmin和xmax的變化：

從上圖可以看出，4條記錄的xmin是一樣的，都是“3906”，這說明是在同一個事務中創建的。另外xmax都為“0”，說明都沒有被刪除。cmin和cmax都是1，說明是同一個命令創建的。

接下來，我們update一下id為1的記錄，看發生什么情況：

update之后，并沒有提交，重新開起另外一個窗口，查詢：

我們看到，ID為1的記錄，只有xmin沒有變化，其它三個值都發生了變化，其中xmax變成了”390691”。

然后我把事務提交掉，再在新窗口中查詢：

我們看到，提交后，ID 為1的記錄，xmin變為“390691”，xmin增加了1；而xmax變成了0。

從上面的案例中，我們從表面上可以看出,xmin增加了。但是事實上，PostgreSQL在底層所做的事情，遠比這個要多。底層已經生成了一個新版本的tuple，新版本tuple的xmin等于老版本的xmax。

詳細的internal，我后面再展開講。

2.我們再來看一下cmin和cmax的變化：

我起一個事務，包含兩條update，，一條update ID值為2的記錄，一條insert ID值為3的記錄：

事務“390694”中，cmin和cmax的值，依次遞增。從目前來看cmin和cmax實際上是同一個field。

源碼定義如下，用union實現了CommandId，是一個combo command id。

因此，從上面的例子來看，PostgreSQL的mvcc實現是比較簡單的。只需要通過對比tuple header中xmin,xmax,cmin,cmax與當前的xid，就可以得到在scan tuple時，此tuple對于當前查詢的可視性。

可見性判斷邏輯：

但是也帶來了另外一個問題：就是在沒有undo的情況下，會導致空間的增長。因此PostgreSQL引入了vacumm后臺進程，來定期清理這些 DEAD tuple。

關于vacumm的原理，我后面開寫一篇文章。

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