MVCC

MVCC（全称Multi-Version Concurrency Control），多版本并发控制，解决数据库的并发访问高效问题。

维基百科中有更具体的描述,感兴趣可以看看。

MVCC到底解决什么问题

数据库中，读数据的同时，有另外的任务写入数据，在没有任何锁机制情况下，很有可能读到是『半写』或者不一致的数据。

当然解决这个问题最简单的方法，通过加锁，即Share lock,write lock,会有读读兼容，读写或写读阻塞问题，这种方式效率很低。实际中，在写某行数据同时，又另外任务使用mysql同时去读数据，读操作并没有感受到block，反而觉得效率很高。可以确定是mysql中没有最简单的机制来保证并发，官方文档上申明使用了MVCC。

当然，innodb是行锁，针对记录的更新会加排他锁，保证并发时资源时线程安全。
锁的介绍博文中有介绍，这里就不多介绍。

MVCC是怎么做到的

mysql文档：InnoDB是一个多版本的存储引擎，保存有关行已更改的old version的信息，以支持并发和回滚等事务功能。

简而言之：

MVCC使用了快照手段，每个连接到数据库的读者，在某个瞬间看到的是数据库的某一个快照，写者写操作造成的变化在写操作完成之前（或者数据库事务提交之前）对于其他的读者来说是不可见的。

内部，InnoDB为数据库中存储的每一行j记录添加三个字段：

6字节的事务ID（DB_TRX_ID ）：表示插入或更新该行的最后一个事务的事务标识符
7字节的回滚指针（DB_ROLL_PTR）：指向写入回滚段的undo log记录。更新了行，则undo log记录包含在更新行之前重建行内容所需的信息。
6字节的自增（DB_ROW_ID）：插入新行时单调增加的行ID。

undo log

回滚使用undo log，以rollback segment的数据结构（Oracle也是类似数据结构）为单位进行存储，存储在表空间中，可以说undo log被划分为多个段，具体某行的undo log就保存在某个段中。因此InnoDB使用回滚段中的信息来执行事务回滚中所需的undo操作。磁盘上不存在单独的undo log文件，所有的undo log存放在存放于ibdata文件中。

具体操作：copy事务前的数据库内容（行）到undo buffer，在适合的时间把undo buffer中的内容刷新到磁盘。undo buffer是环形缓冲，但当缓冲满的时候，undo buffer中的内容会也会被刷新到磁盘undo log文件，所有的undo log均存放在主ibdata文件中（表空间），即使客户端设置了每表一个数据文件也是如此。

undo log分为insert 和update undo log类型，删除也是update undo log。

insert undo log：原始的数据并不存在，所以回滚时把insert undo log丢弃即可

流程如下：

初始数据行

image.png

原始的数据并不存在，回滚指针是null,回滚时直接丢弃改行。
事务1更修改
获得记录更新锁后，把该行修改前的值Copy到undo log，记录事务ID 回滚ID。

image.png

3.事务2修改

image.png

事务提交
当事务正常提交时,只需要更改事务状态为COMMIT即可，不需做其他额外的工作，而Rollback则稍微复杂点，需要根据当前回滚指针从undo log中找出事务修改前的版本并恢复。

上面的流程看来，undo log是不是越来越大，这点mysql也做了考虑，会启动purge进程以真实删除老的、过时的数据。

redo log

为了支持事务使用redo log。当客户端执行每条SQL（更新语句）时，redo log会被首先写入log buffer，执行COMMIT命令时，log buffer中的内容会被视情况刷新到磁盘。具体作用：保存执行的SQL语句到一个指定的Log文件，当Mysql服务因断电恢复或强行重启等时重新执行redo log记录的SQL操作，继续那些已经commit但数据尚未完全回写到磁盘的事务，保证操作不丢失。

与事务关系

READ_UNCOMMITTED
读事务直接读取主记录，无论更新事务是否完成。
READ_COMMITTED
优先读取本事务修改的值，未有修改的每次都读取undo log中最近的版本。两次对同一字段的读可能读到不同的数据，但能保证每次都读到最新的数据。使用行锁。
REPEATABLE_READ
读该事务第一次读建立起来的数据快照,每次都读取指定的版本，如果没有做更新可能读不到最新的数据。这里使用行锁，gap锁，next-key锁，如果索引不是聚镞索引，使用next-key锁能保证不会产生幻读。
SERIALIZABLE
读加共享锁，写加排他锁，读读不会阻塞，读写或写读出现阻塞，因此并发度大幅下降。

参考资料

https://en.wikipedia.org/wiki/Multiversion_concurrency_control
https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-multi-versioning.html
http://www.360doc.cn/article/12904276_403505950.html

mysql innodb高并发基础-MVCC