MySQL高级篇——MVCC

一、前言

数据库会并发执行一些事务，多个事务之间可能会对相同的数据进行读写。如果什么都不做，那么可能就会导致我们说的脏写、脏读、不可重复读、幻读这些问题。为了解决并发问题，mysql提供了隔离级别、锁、mvcc等。

在之前我们已经讲解过锁了，通过加锁是可以实现mysql不同的隔离级别并解决上述并发问题的。

而读-读之间不会产生什么问题，写-写之间只有用锁才能解决并发问题。那么我们目前需要讨论的只有读-写或写-读之间能否有除了加锁以外更高效的方式（应为数据被加了写锁，那么所有读的请求就都要等待。而如果先被加了读锁，写操作可能要等很久才能被执行）。mysql的innodb通过mvcc来实现并发读写。

在读该文章时，您应该了解mysql事务、锁和undo日志。

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二、简介

1. 什么是MVCC

MVCC（Multiversion Concurrency Control）,多版本并发控制。MVCC通过数据行的多个版本管理来实现数据库的并发控制。
MVCC没有正式标准，不同的DBMS中MVCC的实现方式可能是不同的，也不是普遍使用的。在mysql中目前只有innodb支持mvcc，其他存储引擎并不支持。

2. 快照读和当前读

• 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。如共享锁select for share, 排他锁select for update,update,insert,delete等操作。
• 快照读 : 不加锁的简单select都属于快照读，即非阻塞读。它是基于mvcc的，所以读取到的不一定是数据的最新版本，可能是之前的历史版本。快照读的前提是隔离级别不是串行级别，在串行级别下的快照会退化成当前读。

3. 隐藏列

对于innodb存储引擎中的聚簇索引中的行格式，包含3个隐藏列（其中有一个是当没有主键时，自动生成的主键列）。

• trx_id 每次一个事务对该记录进行改动时，会把事务id写到该隐藏列。
• roll_pointer 每次对某条聚簇索引记录进行改动时，会把旧版本写道undo日志中，然后这个隐藏列相当于一个指针，可以找到它之前版本的信息。

4. 作用的隔离级别

对于READ UNCOMMITTED隔离级别，由于可以读到未提交事务修改过的记录，所以之间读取记录的最新版本就可以。
对于SERIALIZABLE 隔离界别，innodb采用加锁的方式来访问记录。
所以mvcc只要是针对于RC和RR隔离级别，这两种隔离级别都必须保证读到的是已提交的事务。

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三、MVCC实现原理之ReadView

MVCC的实现依赖于：隐藏字段、undo log 、ReadView
ReadView就是事务在使用mvcc进行快照读操作时产生的读视图。该视图记录了一些信息去保证在后续判断中该读到那个版本的数据。
ReadView中主要包含4个比较重要的内容：

• creator_trx_id 创建该ReadView的事务id（只有在对表中记录改动时，才会为该事务分配id）
• trx_ids 在生成ReadView时当前系统中活跃的读写事务id列表
• up_limit_id 活跃的事务中最小事务id
• low_limit_id 系统中最大的事务id+1

当生成了ReadView后，在通过mvcc访问某条记录时，按下边步骤来判断记录的那个版本是可见的：

• 如果被访问版本的trx_id和ReadView的creator_trx_id相同，意味当前事务在访问自己修改过的记录，所以当前版本可以被事务访问。
• 如果被访问版本的trx_id小于ReadView的up_limit_id，表明生成该版本的事务在当前事务之前就已经提交了，所以该版本可以看到。
• 如果被访问版本的trx_id大于ReadView的low_limit_id，表明生成该版本的事务在当前事务生成ReadView后才开启，所以该版本不可以被访问。
• 如果被访问版本的trx_id在up_limit_id 和low_limit_id之间，那么就要判断在不在trx_ids中。如果在，就说明该版本的事务还是活跃的不可被访问。如果不在，说明该版本的事务已经被提交，记录可以被访问。

当不能访问当前版本的数据时，就会顺着版本链找到历史版本进行判断。如果最后一个版本也不可见，那么查询结果就查不出该记录。

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四、能否解决幻读

在RC隔离级别下，每次读取数据前都会生成一个ReadView。还未提交的事务属于活跃事务，所以在RC隔离级别在无法看到未提交的数据，解决了脏读。
在RR隔离级别下，只会在第一次执行查询语句的时候生成一个ReadView，之后就不会重复生成了。所以RR级别下只会读到第一次读到的数据，解决了不可重复读。并且感觉上应该也是解决了幻读，应为读不到新插入的数据了。
但是如果一开始是快照读，第二次是当前读，还是会存在幻读。所以mvcc解决了快照读的幻读问题，对于当前读还是有可能存在幻读的。

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