简述 InnoDB 对 MVCC 的实现

一、简述

分为两个要点简述：

要点一：行记录的历史版本是什么样子的？
InnoDB 将行记录及其历史行记录通过隐藏字段（DATA_ROLL_PTR）链成一个链表。历史行记录其实就是 undo log，放在共享表空间的 undo 段。

要点二：当前事务进行快照读时，如何选择历史版本？
每个行记录及其历史行记录都有一个隐藏字段（DATA_TRX_ID），记录了最后更新该行记录的事务 ID。
事务的事务 ID 由 InnoDB 统一分配，越是后分配，事务 ID 越大，即事务 ID 是单增的。
RR 级别下，事务在第一个快照读时生成一个 read view。
RC 级别下，事务在每一次快照读都重新生成一次 read view。
每次事务进行快照读时，都会根据 read view，按照只能读取在创建 read view 之前已提交事务所做的修改的原则，选择最新的符合要求的历史行记录读取。

二、详述

2.1 undo log

同一行记录各个版本构成的链表，示意图（图片非原创）：

事务每对行记录 update 一次，就会产生一个历史行记录。

一个可以加深理解的点是：行记录的 undo 链表，尾结点一定是某个事务对该记录的 insert 操作，中间结点都是事务对该记录的 update 操作，头结点可能是事务的 update 操作，也可能是事务的 delete 操作。

每条记录的头信息（record header）里都有一个专门的 bit（deleted_flag）来表示当前记录是否已经被删除，在 delete 行记录时，不会立即删除该记录，而是仅将 deleted_flag 置 1。当没有任何活跃事务的快照读需要依赖该记录时，该记录会被 InnoDB 的 purge 线程真正删除。

2.2 选择历史版本的具体实现

InnoDB 会维护一个所有当前活跃事务 ID 的列表。

当事务需要建立 read view 时：

• 会拷贝一份 InnoDB 维护的活跃事务 ID 列表，记作 trx_ids。
• 保存 InnoDB 准备分配的下一个事务 ID（大于当前所有事务 ID，包括已提交的事务），记作 low_limit_id。
• 保存当前 read view 中最小的事务 ID，记作 up_limit_id。

有了这三样东西，再加上只能读取在创建 read view 之前提交事务所做的修改的原则，估计大家已经知道是怎么选择判断的了。

选择历史版本的流程：
从头结点依次向后判断，因为越在前面的记录越新，所以返回第一个符合要求的版本。
如果头结点就满足要求，还需要特判一下记录是否被删除，如果被删除，则返回空。

判断是否符合要求的流程：
取出该版本的事务 ID，判断该事务在创建 read view 时是否已提交。
拿该事务 ID 和 up_limit_id 比较，如果小于，则可以读取。
再拿该事务 ID 和 low_limit_id 比较，如果大于等于，说明该事务是创建 read view 后，新开启的事务，不可以读取。
最后判断该事务 ID 是否在 trx_ids 里，如果不在，则可以读取，否则不可以读取。