数据库InnoDB-MVCC-多版本并发控制

MVCC

MVCC 称 Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突，快照读为MySQL实现MVCC提供了一个非阻塞读功能。MVCC的具体实现，还需要依赖于数据库记录中的三个隐式字段、undolog日志、readView。

当前读与快照读

当前读读取的是记录的最新版本，读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁。

快照读：简单的select（不加锁）就是快照读，快照读，读取的是记录数据的可见版本，有可能是历史数据，不加锁，是非阻塞读。

• Read Committed：每次select，都生成一个快照读。
• Repeatable Read：开启事务后第一个select语句才是快照读的地方。
• Serializable：快照读会退化为当前读。

三个隐式字段

当我们创建一张表的时候，表中除了会又创建时添加的字段外，InnoDB还会自动的给我们添加三个隐藏字段及其含义分别是：

隐藏字段	含义
DB_TRX_ID	最近修改事务ID，记录插入这条记录或最后一次修改该记录的事务ID。
DB_ROLL_PTR	回滚指针，指向这条记录的上一个版本，用于配合undolog，指向上一个版本。
DB_ROW_ID	隐藏主键，如果表结构没有指定主键，将会生成该隐藏字段。

上述的前两个字段是肯定会添加的，是否添加最后一个字段DB_ROW_ID，得看当前表有没有主键，如果有主键，则不会添加该隐藏字段。

Undo log与undo log版本链

undo log

回滚日志，在insert、update、delete的时候产生的便于数据回滚的日志。当insert的时候，产生的undo log日志只在回滚时需要，在事务提交后，可被立即删除。而update、delete的时候，产生的undo log日志不仅在回滚时需要，在快照读时也需要，不会立即被删除。

版本链

有一张原始的数据表为

id	age	name	DB_TRX_ID	DB_ROLL_PTR
2	30	A30	1	null

其中：
DB_TRX_ID:代表最近修改事务ID，记录插入这条记录或最后一次修改该记录的事务ID，是
自增的。
DB_ROLL_PTR：由于这条数据是才插入的，没有被更新过，所以该字段值为null。

有四个并发事务同时访问这张表：

当执行完事务1,2,3中的对同一个数据的更改操作后，undo log会形成undo log版本链，记录数据变更之前的样子;然后更新记录，并且记录本次操作的事务ID，回滚指针，回滚指针用来指定如果发生回滚，回滚到哪一个版本。

不同事务或相同事务对同一条记录进行修改，会导致该记录的undo log生成一条记录版本链表，链表的头部是最新的旧记录，链表尾部是最早的旧记录。

Readview

ReadView（读视图）是快照读SQL执行时MVCC提取数据的依据，记录并维护系统当前活跃的事务（未提交的）id。

ReadView中包含了四个核心字段：

字段	含义
m_ids	当前活跃的事务ID集合
min_trx_id	最小活跃事务ID
max_trx_id	预分配事务ID，当前最大事务ID+1（因为事务ID是自增的）
creator_trx_id	ReadView创建者的事务ID

而在readview中就规定了版本链数据的访问规则：

trx_id代表当前undolog版本链对应事务ID。

条件	是否可以访问	说明
trx_id ==creator_trx_id	可以访问该版本	成立，说明数据是当前这个事务更改的。
trx_id < min_trx_id	可以访问该版本	成立，说明数据已经提交了。
trx_id > max_trx_id	不可以访问该版本	成立，说明该事务是在ReadView生成后才开启。
min_trx_id <= trx_id<= max_trx_id	如果trx_id不在m_ids中，是可以访问该版本的	成立，说明数据已经提交。

不同的隔离级别，生成ReadView的时机不同：

• READ COMMITTED：在事务中每一次执行快照读时生成ReadView。
• REPEATABLE READ：仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView，后续复用该ReadView。

在READ COMMITTED中，每执行一次select语句就会执行快照读生成ReadView，然后数据库就会根据所生成的ReadView以及ReadView的版本链访问规则，到undo log版本链中匹配数据，最终决定此次快照读返回的数据。

RR隔离级别下，仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView，后续复用该ReadView。而RR是可重复读，在一个事务中，执行两次相同的select语句，查询到的结果是一样的。

MVCC与锁机制保证了数据库的隔离性。数据事务的其他性质及保证可以参考：
Mysql事务详解-[数据库的隔离级别、脏读、不可重复读、幻读以及ACID性质与redo log与undo log]