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mysql数据库 | MVCC

MVCC (Multi-Version Concurrency Control) 多版本并发控制协议—MVCC

MySQL InnoDB存储引擎，实现的是基于mvcc的

MVCC最大的好处：读不加锁，读写不冲突。在读多写少的OLTP应用中，读写不冲突是非常重要的，极大的增加了系统的并发性能，这也是为什么现阶段，几乎所有的RDBMS，都支持了MVCC。

1. MVCC应用场景

MySQL 中 InnoDB 引擎支持 MVCC；

应对高并发事务, MVCC 比单纯的加行锁更有效, 开销更小；

MVCC 只在读已提交(Read Committed)和可重复读(Repeatable Read)隔离级别下起作用，其他两个隔离级别和MVCC不兼容；(对于 Serializable 隔离级别，是通过加锁互斥来访问数据，因此不需要 MVCC )

MVCC 既可以基于乐观锁又可以基于悲观锁来实现。

2. MVCC可以解决什么问题

• 读写之间阻塞的问题：通过 MVCC 可以让读写互相不阻塞，读不相互阻塞，写不阻塞读，这样可以提升数据并发处理能力。
• 降低了死锁的概率：这个是因为 MVCC 采用了乐观锁的方式，读取数据时，不需要加锁，写操作，只需要锁定必要的行。
• 解决了一致性读的问题：当我们朝向某个数据库在时间点的快照是，只能看到这个时间点之前事务提交更新的结果，不能看到时间点之后事务提交的更新结果。

3. 快照读和当前读

3.1 快照读

快照读，读取的是快照数据，不加锁的简单 Select 都属于快照读.

SELECT * FROM player WHERE ...

3.2 当前读

当前读就是读的是最新数据,而不是历史的数据，加锁的 SELECT，或者对数据进行增删改都会进行当前读。

SELECT * FROM player LOCK IN SHARE MODE;SELECT FROM player FOR UPDATE;INSERT INTO player values ...DELETE FROM player WHERE ...UPDATE player SET ...

4. MVCC原理

实际上MVCC的原理就是Read View 和 undo log

4.1 事务版本号

每开启一个日志，都会从数据库中获得一个事务ID（也称为事务版本号），这个事务 ID 是自增的，通过 ID 大小，可以判断事务的时间顺序。

4.2 行记录的隐藏列

1. row_id :隐藏的行 ID ,用来生成默认的聚集索引。如果创建数据表时没指定聚集索引，这时 InnoDB 就会用这个隐藏 ID 来创建聚集索引。采用聚集索引的方式可以提升数据的查找效率。
2. trx_id: 操作这个数据事务 ID ，也就是最后一个对数据插入或者更新的事务 ID 。
3. roll_ptr:回滚指针，指向这个记录的 Undo Log 信息。
   

4.3 Undo Log

InnoDB 将行记录快照保存在 Undo Log 里。

4.4 Read View

如果一个事务要查询行记录，需要读取哪个版本的行记录呢？ Read View 就是来解决这个问题的。Read View 可以帮助我们解决可见性问题。 Read View 保存了当前事务开启时所有活跃的事务列表。换个角度，可以理解为: Read View 保存了不应该让这个事务看到的其他事务 ID 列表。

说人话：所有正在进行的事务都在Read View中

字段：

• trx_ids ：系统当前正在活跃的事务ID集合。
• low_limit_id ：活跃事务的最大的事务 ID。
• up_limit_id ：活跃的事务中最小的事务 ID。
• creator_trx_id：创建这个 ReadView 的事务ID。

如果当前事务的 creator_trx_id 想要读取某个行记录，这个行记录ID 的trx_id ，这样会有以下的情况：

1. 如果trx_id < 活跃的最小事务ID（up_limit_id）,也就是说这个行记录在这些活跃的事务创建前就已经提交了，那么这个行记录对当前事务是可见的。
2. 如果 trx_id > 活跃的最大事务ID（low_limit_id），这个说明行记录在这些活跃的事务之后才创建，说明这个行记录对当前事务是不可见的。
3. 如果 up_limit_id < trx_id <low_limit_id ,说明该记录需要在 trx_ids 集合中，可能还处于活跃状态，因此我们需要在 trx_ids 集合中遍历 ，如果trx_id 存在于 trx_ids 集合中，证明这个事务 trx_id 还处于活跃状态，不可见，否则 ，trx_id 不存在于 trx_ids 集合中，说明事务trx_id 已经提交了，这行记录是可见的。

4.5 查询一条记录的具体过程？

1. 获取事务自己的版本号，即 事务ID
2. 获取 Read View
3. 查询得到的数据，然后 Read View 中的事务版本号进行比较。
4. 如果不符合 ReadView 规则， 那么就需要 UndoLog 中历史快照；
5. 最后返回符合规则的数据

InnoDB 实现多版本控制 （MVCC）是通过 ReadView+ UndoLog 实现的

4.6 总结

如果事务隔离级别是 ReadCommit ，一个事务的每一次 Select 都会去查一次ReadView ，每次查询的Read View 不同，就可能会造成不可重复读或者幻读的情况。

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