mysql MVCC 多版本并发控制

前言

MVCC是行级锁的一个变种，但是它在很多情况下避免了加锁操作，因此开销更低。大多数的MVCC都实现了非阻塞的读操作，写操作也只锁定必要的行。

MVCC 多版本并发控制 概念

Multiversion concurrency control 多版本并发控制：并发访问（读或者写）数据库时，对正在事务内处理的数据做多版本的管理，用来避免由于写操作的堵塞，而引发读操作失败的并发问题。
数据库默认隔离级别：RR（Repeatable Read，可重复读），MVCC主要适用于Mysql的RC,RR隔离级别。串行化由于对行加锁，也就不需要MVCC了。

实现

  MVCC的实现，是通过保存数据在某个时间点的快照来实现的。也就是说，不管需要执行多长时间，每个事务看到的数据是一致的。根据事务开始的时间不同，每个事物对同一张表，同一时刻看到的数据可能是不一样的。
  背景：如果有多个写操作，多个读操作，可能两次读数据都不一样，又可能后面一次读取到写入的数据，为了解决读数据不一致的情况，有人提出了很多方法来解决这类问题，这类问题的解决方法叫做并发控制方法，MVCC也是其中一个方法。
  MVCC的思想就是：通过保存数据在某个时间点的快照来实现的。这意味着一个事务无论运行多长时间，在同一个事务里能够看到数据一致的视图，但这样也会造成会一行记录有多份。
  主要实现就是我们看下，首先了解在MySQL中建表时，每个表都会有三列隐藏记录，其中和MVCC有关系的有两列：

• 数据行的版本号 （DB_TRX_ID）
• 删除版本号 (DB_ROLL_PT)

没一行数据都会有这里两列，记录版本号，我们来看下增删改查的对版本号的影响：

• 插入、增加
  插入记录，数据行版本号为1，如下：

id	test_id	DB_TRX_ID	DB_ROLL_PT
5	68	1	null
6	78	1	null

• 修改、更新
  修改数据的时候 （1）会先复制一条当前记录行数据，并更新数据行版本号，删除版本号置为null。（2）最后把原来的数据行的删除版本号标记为当前新纪录的版本号。

begin;   --   获取全局系统事务ID 假设为 10
update test_zq set test_id = 22 where id = 5;
commit;

更新id =5 的记录：

id	test_id	DB_TRX_ID	DB_ROLL_PT
5	68	1	10
6	78	1	null
5	22	10	null

• 删除操作
  删除操作不是直接物理删除，而是将删除版本号置为最新的版本号

begin；--获得全局事务ID = 3
delete test_zq where id = 6;
commit;

id	test_id	DB_TRX_ID	DB_ROLL_PT
5	68	1	null
6	78	1	3

• 读取、查询
  读取数据是有条件的，要同时满足一下两个条件：
  （1）创建版本号：小于 or 等于当前事务版本号，这样保证数据是当前事务之前的数据或当前事务已经修改的数据。
  （2）删除版本号：未指定版本号 or 大于当前事务版本号，表明是没删除的数据

有点绕口，重点是注意到要有快照，我们会陷入这样的逻辑黑洞里：
（1）查询数据的事务版本号是2，有一个事务在update 数据，update 事务版本号是3，并且提交了事务。
（2）事务2开始读数据，update 操作会有两个记录，老记录满足查询条件，最后把老记录给查询出来了，也就是如下表的 id =5 的第一条记录。

id	test_id	DB_TRX_ID	DB_ROLL_PT
5	68	1	3
6	78	1	null
5	22	3	null

update 改为delete 似乎也是这样的，但我自己理解，这里有一个误解：

• 当开启事务的时候会生成一个快照，什么时候开启事务，从操作数据库的那一刻起，事务2读数据，一定是在事务3开始之前，这样快照里就是没有update 、 delete的数据。
• 如果其他事务已经提交了修改，那么此事你读数据库，你的事务版本号绝对高于已经提交的事务版本号。

客观上，MVCC就是乐观锁的一整实现方式，就是每行都有版本号，保存时根据版本号决定是否成功。InnoDB中通过undo log实现了数据的多版本，而并发控制通过锁来实现。
有些理解可能是错的，希望大家看到后可以及时反馈，让我迷途知返。

主要解决问题

可以认为MVCC是行级锁的一个变种，但是它在很多情况下避免了加锁操作，因此开销更低。大多数的MVCC都实现了非阻塞的读操作，写操作也只锁定必要的行。解决了在REPEATABLE READ和READ COMMITTED两个隔离级别下读同一行和写同一行的两个事务的并发。mvcc主要就是为了让读写不冲突。

• Read Committed ： 一个事务读取数据时总是读这个数据最近一次被commit的版本。
• Repeatable Read ： 一个事务读取数据时总是读取当前事务开始之前最后一次被commit的版本（所以底层实现时需要比较当前事务和数据被commit的版本号）。

举例子分析

举个简单的例子：

• 一个事务A（txnId=100）修改了数据X，使得X=1，并且commit了
• 另外一个事务B（txnId=101）开始尝试读取X，但是还X=1。但B没有提交。
• 第三个事务C（txnId=102）修改了数据X，使得X=2。并且提交了事务B又一次读取了X。

根据数据库隔离级别，我们可以看到：

• 这时如果事务B是Read Committed。那么就读取X的最新commit的版本，也就是X=2
• 如果事务B是Repeatable Read。那么读取的就是当前事务（txnId=101）之前X的最新版本，也就是X被txnId=100提交的版本，即X=1。

参考博客

一文理解Mysql MVCC
【MySQL（5）| 五分钟搞清楚 MVCC 机制】