MySQL-MVCC

MVCC，即（Multiversion Concurrency Control）多版本并发控制，

MVCC 是通过数据行的多个版本管理来实现数据库的 并发控制 。这项技术使得在InnoDB的事务隔离级别下执行 一致性读 操作有了保证。

最早的数据库系统，只有读读之间可以并发，读写，写读，写写都要阻塞。引入多版本之后，只有写写之间相互阻塞，其他三种操作都可以并行。

解决脏读、不可重复读、幻读这些问题有两种解决方案：

1. MVCC，写操作进行加锁，读-写不冲突
2. 读、写操作都采用加锁的方式

读、写操作中，读就是快照，写就是当前读。

1.快照读

快照读，又叫一致性读，读取的是快照数据。不加锁的简单的SELECT都属于快照读，快照读可能读取到的并不一定是数据的最新版本，也可能是之前的历史版本。这是要保证一致性读，就算一个事务更新了某行数据，另一个事务读取的还必须是当前事务开始时的数据版本，保证一致性读。

2.当前读

当前读读取的是记录的最新版本，而不是历史版本的数据，读取的时候还要保证其他并发事务不能修改当前记录，会对读取的就进行加锁。

因此加锁的SELECT或对数据增删改查都会进行当前读。

3.MVCC的实现原理

MVCC的实现依赖于：隐藏字段、Undo Log、Read View

3.1 隐藏字段

在InnoDB存储结构那篇文章中，页中记录的用户记录中，在记录的真实数据的部分有三个隐藏的列。

1. row_id，不是必须的，表示行ID，唯一标识一条记录
2. transaction_id，是必须的，每次一个事务对某条聚簇索引记录进行改动时，都会把该事务的 事务id 赋值给trx_id 隐藏列。
3. roll_pointer，是必须的，表示回滚指针，每次对某条聚簇索引记录进行改动时，都会把旧的版本写入到 undo日志 中，然后这个隐藏列就相当于一个指针，可以通过它来找到该记录修改前的信息。

我们主要看后两个。

3.2 Undo Log日志

insert undo log： 事务在insert新记录时产生的undo log
只在事务回滚时需要，并且在事务提交后可以被立即丢弃
update undo log： 事务在进行update或delete时产生的undo log，不仅在事务回滚时需要，在快照读时也需要；所以不能随便删除，只有在快速读或事务回滚不涉及该日志时，对应的日志才会被purge线程统一清除

引用：https://blog.csdn.net/qq_39150049/article/details/120638319

对该记录每次更新后，都会将旧值放到一条 undo日志 中，就算是该记录的一个旧版本，随着更新次数的增多，所有的版本都会被 roll_pointer 属性连接成一个链表，我们把这个链表称之为 版本链 ，版本链的头节点就是当前记录最新的值。

每个版本中还包含生成该版本时对应的 事务id 。

3.3 Read View

Read View是事务进行快照读操作的时候生产的读视图，在该事务执行的快照读的那一刻，会生成数据库系统当前的一个快照，InnoDB为每个事务构造了一个数组，用来记录并维护系统当前活跃事务的ID（活跃指的是启动了但还没提交），当每个事务开启时，都会被分配一个ID, 这个ID是递增的，所以最新的事务，ID值越大。(不过只有增删改才会被分配事务ID，在一个只读事务中的事务ID默认是0)

Read View解决的问题就是判断哪一个版本链中的哪个版本是当前事务可见的。

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Read View中主要包含：

1. creator_trx_id：创建这个Read View的事务ID
2. trx_ids：表示在生成Read View时当前系统中活跃的读写事务的事务ID列表
3. up_limit_id：活跃列表中活跃的事务中最小的事务ID
4. low_limit_id：值等于系统中最大的事务ID(包括已提交和未提交)+1

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当隔离级别为可重复读的时候，就避免了不可重复读，这是因为一个事务只在第一次 SELECT 的时候会获取一次 Read View，而后面所有的 SELECT 都会复用这个 Read View

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Read View的对比规则

• 如果 row 的 trx_id 落在绿色部分( trx_id<min_id )，表示这个版本是已提交的事务生成的，这个数据是可见的；
• 如果 row 的 trx_id 落在红色部分( trx_id>max_id )，表示这个版本是由将来启动的事务生成的，是不可见的(若 row 的 trx_id 就是当前自己的事务是可见的）；
• 如果 row 的 trx_id 落在中间粉色部分(min_id <=trx_id<= max_id)，那就包括两种情况
  • 若 row 的 trx_id 在视图数组中，表示这个版本是由还没提交的事务生成的，不可见(若 row 的 trx_id 就是当前自己的事务是可见的)；
  • 若 row 的 trx_id 不在视图数组中，表示这个版本是已经提交了的事务生成的，可见。

这篇文章里写有真实流程分析，不错

https://blog.csdn.net/qq_39150049/article/details/120638319

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核心点在于 ReadView 的原理， READ COMMITTD 、 REPEATABLE READ 这两个隔离级别的一个很大不同就是生成ReadView的时机不同：

• READ COMMITTD 在每一次进行普通SELECT操作前都会生成一个ReadView
• REPEATABLE READ 只在第一次进行普通SELECT操作前生成一个ReadView，之后的查询操作都重复使用这个ReadView就好了。