数据库的隔离级别和 MVCC

MVCC （Multi-Version Concurrency Control）,多版本并发控制。数据库实现并发访问请求，就是基于 MVCC 实现的。

首先了解下数据库事物的隔离级别。

隔离级别

Read Uncommiteed 读未提交
读取未提交的数据，即其他事物已经修改但还未提交的数据，这是最低的隔离级别。
Read committed 读已提交
读取已提交的数据。在一个事物中，对同一条数据，可能会出现读取不一致现象。
Repeatable Read 可重复读
可重复读取，在一个事物中，对同一条数据，确保多次读取的结果一样。（Mysql 默认隔离级别）
Serializable 序列化
串行执行，数据库中的事物都是串行执行，不能并行执行，效率最差。

隔离级别主要是为了实现读操作不需要加锁, 从而提高数据库的性能。

不同隔离级别出现的问题

隔离级别	脏读	幻读	不可重复读
读未提交	✅	✅	✅
读已提交		✅	✅
可重复度			✅
序列化

Read Uncommiteed 和 Serializable 不需要使用多版本控制技术就可实现。
Read Uncommiteed ：直接修改原始数据即可，其他事物查看数据的时候直接可以查看到，无须其他操作即可实现。
Serializable：所有的事物都是串行执行的，只需要一个独占锁即可实现。

其中Read committed 和 Repeatable Read 两种事物隔离使用到 MVCC 进行实现的。

MVCC 实现原理

MVCC （Multi-Version Concurrency Control）,多版本并发控制。MVCC 对每行数据维护多个版本。可以实现读操作不需要加锁，即可实现在同一个事物中多次读取一条数据，结果都是一致的。

MySql InnoDB存储引擎为例，InnoDB 在表中增加了两个隐藏字段。每个事物都是一个事物ID，其中一个列存储了修改时的事物ID，另一个列存储的是删除这条数据的事物ID。每开启一个事物都会生成一个自增的事物ID，当查询一条数据时，都会用当前的事物ID，和隐藏列中的事物ID进行对比，然后根据不同的事物隔离级别来决定是否返回该行数据。

下面对 Select、Delete、 Insert、 Update 四种操作了解 MVCC 的实现原理

创建一个表，表中有两个字段 id、name。MVCC 中增加两个隐藏列 update_version、delete_version。
update_version: 存储修改时，当前事物的ID
delete_version: 存储删除时，当前事物的ID。

Insert

假设当前事物的ID=1

插入一条数据时，update_version 存储当前事物的ID，。

id	name	update_version	delete_version
1	张三	1

Update

当前事物ID=2

修改一条数据时，会新把原来的行复制一份，并把之前的那条数据delete_version 列设置成当前的事物ID 2，标记当前数据为删除，新插入的数据 update_version 设置成当前事物ID 2。

id	name	update_version	delete_version
1	张三	1	2
1	张小三	2

Delete

当前事物ID=4

删除数据时，直接把 delete_version 这个字段设置为当前的事物ID 4.

id	name	update_version	delete_version
1	张三	1	2
1	张小三	2	4

Select

查询必须满足以下两种条件才能返回:

行的 update_version 版本号小于等于当前事物ID
行的 delete_version 版本无值或大于当前事物ID

Select 示例一

比如事物ID=3, 查询 id=1 的数据

id	name	update_version	delete_version
1	张三	1	2
1	张小三	2

查询条件为：id=1 and update_version<=3 and delete_version>3
查询出来的数据应该是 “张小三” 这条数据。

Select 示例二

假设，事物ID 3 执行的查询时间比较长，这时事物4开始删除这条数据，并提交，然后事物ID=3 的查询才开始执行，应该是能查询到 id=1 的数据。

事物ID=4 删除后的数据。

id	name	update_version	delete_version
1	张三	1	2
1	张小三	2	4

查询条件为：id=1 and update_version<=3 and delete_version>3
查询结果应该为 “张三” 这条数据。