Mysql的MVCC知多少(隐藏字段，undolog版本链和ReadView)

前言

其实自己之前对MVCC知之甚少，总觉得是一块很难啃的骨头，有点内惧，但当你真的掌握之后，就发现打开了一扇大门，豁然开朗，鸟语花香~~

一、什么是MVCC

MVCC（multiversion Concurrency Control）多版本并发控制。
见名知意，MVCC就是通过多个数据行的版本对实现数据库的并发控制的。所谓并发，就是在某些隔离级别下，可以看到被别人修改前或后的数据，这样在查询的时候就不用等别人更新完我才能看到或操作了。

MVCC在Mysql InnoDB中的实现主要是为了提供数据库的并发性能，使得即使有读写冲突，也能做到不加锁。其思想其实是乐观锁的一种实现方式。

而MVCC的工作就是：生成一个ReadView，通过ReadView找到符合条件的记录版本（历史版本由undo log构建）。
查询语句只能读到生成ReadView之前已提交事务所做的修改，在生成ReadView之前未提交的事务或者之后才开启的事务所做的修改是看不到的。
写操作针对的是最新版本，读记录和历史版本以及改动记录的最新版本并不冲突，也就是采用MVCC时，读写并不冲突。

二、快照读与当前读

这里记住10字真言：读为快照读，写为当前读。
所谓快照读就是读的是快照数据，快照数据的出现也是为了避免加锁从而提高并发。
既然是快照，那么快照读可能读到的并不一定是数据的最新版本，而有可能是之前的历史版本。快照读的前提是隔离级别不能是串行级别，串行级别下的快照读会退化成当前读。
而当前读就是读的最新的数据，读的时候要保证其他的并发事务不能修改当前的记录，会对读的数据进行加锁。

三、4种隔离级别与MVCC

Read Uncommitted（读未提交）:可以读到未提交的数据，即当前读，直接读最新的即可。
Serializable Read（串行读）:使用加锁的方式来访问，也是最新读，即当前读。
Read Committed（读已提交）和Repeatable Read（可重复读）都是读到已提交的事务修改过的数据，如果一个事务修改了记录但未提交，就不能读取到这条最新记录，所以核心问题是判断版本链中哪个版本对当前事务可见，而这就是ReadView要解决的问题。

所以，这四种隔离级别中，只有Read Committed（读已提交）和Repeatable Read（可重复读）是MVCC要解决的并发的读写冲突的问题。
其中，Read Committed（读已提交）是每次查询的时候都获取一次最新的ReadView。
Repeatable Read（可重复读）是只在第一次查询时获取ReadView，后面再查询都复用这个ReadView。之所以只在第一次查询获取ReadView，是为了避免不可重复读，而不可重复读就是两次读取的结果不一致，为了解决这个问题，那就索性两次读都读一个数据，这样就避免了两次读的数据不一致。
这里我还是想补充一下4种隔离级别存在的三种并发问题，以及解决和未解决的并发问题：

隔离级别	存在的并发问题	已解决的并发问题
Read Uncommitted（读未提交）	脏读、不可重复读，幻读	脏写
Read Committed（读已提交）	不可重复读、幻读	脏写、脏读
Repeatable Read（可重复读）	幻读	脏写、脏读、不可重复读
Serializable Read（串行读）	-	脏写、脏读、不可重复读、幻读

其实通过MVCC机制还解决了可重复读的幻读问题，这里我就不想细说了。

四、MVCC实现

说了这么多，MVCC究竟是怎么实现的呢？前面也提到过：
MVCC的工作就是：生成一个ReadView，通过ReadView找到符合条件的记录版本（历史版本由undo log构建）。
总结下来MVCC的实现就是依靠三个关键字：隐藏字段，undolog版本链和ReadView来实现的。

4.1 隐藏字段和undolog版本链

隐藏字段主要包括：trx_id 和 roll_pointer。
trx_id ： 每次一个事务对某条数据记录改动时，都会把事务ID赋值给trx_id 隐藏列。
roll_pointer：每次对某条数据记录改动时，都会把旧的版本写入到undo日志中，然后这个隐藏列就相当于一个指针，可以通过它来找到记录修改前的信息。
下面举个：
当前有一张person表，有一条:
id=1，name=“韩立”，class=一班 的数据，这条数据的trx_id=8，下面对这条数据进行如下的修改：

发生时间顺序	事务10	事务20
1	BEGIN;
2		BEGIN;
3	UPDATE student SET name=“韩跑跑” WHERE id=1;
4	UPDATE student SET name=“厉飞雨” WHERE id=1;
5	COMMIT;
6		UPDATE student SET name=“张铁” WHERE id=1;
7		UPDATE student SET name=“曲魂” WHERE id=1;
8		COMMIT;

以上的操作流程对name 的每次修改都会记录一条日志，每条日志都有一个roll_pointer属性，将这些undo日志连起来就成为了个链表：

id=1的这条记录在2个事务中做了4次变更，每次变更就会把前一个旧值放到undo日志中，随着更新的次数增多，所有的更新记录即版本就被roll_pointer连成一个链表，我们称之为版本链，链头就是当前记录的最新值，每个版本中还包括生成该版本对应的trx_id（事务ID）。

4.2 ReadView

前面反复提到过ReadView是个什么玩意呢？
ReadView就是事务在使用MVCC机制进行快照读操作时产生的读视图。包括creator_trx_id，trx_ids，up_limit_id，low_limit_id。

• creator_trx_id：创建这个ReadView的事务ID。(只有在对表中的记录做INSERT，DELETE，UPDATE时才会为事务分配事务ID，只有读事务的话事务ID默认为0。)
• trx_ids：表示在生成ReadView时当前系统中活跃的读事务的事务ID列表。
• up_limit_id：活跃的事务中最小的事务ID。
• low_limit_id：表示生成ReadView时系统中应该分配给下一个事务的ID值。low_limit_id是系统中最大的事务ID值，并不仅限于活跃的事务ID。

针对low_limit_id的说明：low_limit_id并不是trx_ids中最大值。假设现有id为1,2,3都未提交的事务，只有3提交了，提交之后，就剩下1和2是活跃的，3提交后有一个新的读事务生成了ReadView时，则trx_ids包括1和2，up_limit_id=1，low_limit_id=4。

有了ReadView，会按照下面的规则，遍历版本链中的版本是否可见。

• 如果被访问版本的trx_id属性值与ReadView中的creator_trx_id值相同(trx_id=creator_trx_id)，则说明当前事务正在访问的就是自己修改过的记录，该版本可以被当前事务访问。
• 如果被访问版本的trx_id属性值小于ReadView中的up_limit_id值(trx_id<up_limit_id)，则说明生成该版本的事务在当前事务生成ReadView之前已经提交，该版本可以被当前事务访问。
• 如果被访问版本的trx_id属性值大于或ReadView中的low_limit_id值(trx_id>=low_limit_id)，则说明生成该版本的事务在当前事务生成ReadView之后才开启，该版本不可以被当前事务访问。
• 如果被访问版本的trx_id属性值介于ReadView中的up_limit_id和low_limit_id之间(up_limit_id<trx_id<low_limit_id)，则需要判断一下trx_id值是否在trx_ids列表中：
  • 如果在，说明创建ReadView时生成该版本的事务还是活跃的，该版本不可以被当前事务访问。
  • 如果不在，说明创建ReadView时生成该版本的事务已经提交了，该版本可以被当前事务访问。

五、说明

本文的知识点都是因为看了B站尚硅谷康师傅的Mysql课程，康师傅出品必属精品，等后面有时间我还会再刷两遍，真是受益匪浅，强烈安利众仙家~~

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