MVCC

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什么是MVCC

MVCC，多版本并发控制。MVCC是通过数据的多个版本管理来实现数据库的并发控制。这项技术使得在innoDB的事务隔离级别下执行一致性读操作有了保证。换言之，就是为了查询一些正在被另一个事务更新的行，并且可以看到他们被更新之前的值，这样在做查询的时候就不用等待另一个事务释放锁。
注：在不同的DBMS中的MVCC的实现方式可能是不同的。

快照读和当前读

MVCC在MySQL innoDB中的实现主要是为了提高数据库并发性能，用更好的方式去处理读写冲突，做到即使有读写冲突时，也能做到不加锁，非阻塞并发读，而这个读指的就是快照读，而非当前读。当前读实际上是一种加锁操作，是悲观锁的实现。而MVCC本质是采用乐观锁思想的一种方式。

快照读

快照读又成为一致读，读取的是快照数据。不加锁的简单的select都属于快照读，即不加锁的非阻塞读；比如：select * from stu where....
之所以出现快照读的情况，是基于提高并发性能的考虑，快照读的实现是基于MVCC，他在很多情况下，避免了加锁操作，降低了开销。
既然是基于多版本，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是串行级别，串行级别的快照会忒好成当前读。

当前读

当前读读取的是记录的最新版本（最新数据，而不是历史数据），读取时还要保证其它并发事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁。加锁的select，或者对数据增删改都会进行当前读。比如：

select * from stu lock in share mode;    // 共享锁
select * from stu for update;   //排他锁
insert into stu values ...;      //排他锁
delete from stu .....;   //排他锁
update stu set...;   //排他锁

复习隔离级别

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readview

什么是readview？

readview就是一个事务在使用MVCC机制进行快照读操作时产生的读视图。当事务启动时，会生成数据库系统当前的一个快照，innoDB为每个事务构造了一个数组，用来记录并维护系统当前活跃事务的ID（“活跃”指的是启动了但还没提交）。
设计思路
在使用read uncommitted隔离级别的事务，由于可以读到未提交事务修改过的记录，所以直接读取记录的最新版本就好。(脏读)
使用serializable隔离级别的事务，innoDB规定使用加锁的方式来访问记录。
使用read committed 和 repetable read隔离级别的事务，都必须保证读到已提交了的事务修改过的记录。假如另一个事务已经修改了记录但是尚未提交，是不能直接读取最新版本的记录的，核心问题就是需要判断一下版本连中的哪一个版本是当前可见的。

readview重要的4个部分

1、creator_trx_id ：创建readview的事务ID
注:只有在对表中的记录做改动是（执行insert,update,insert时）才会为事务分配事务id，否则在一个只读事务中的事务id值都默认为0。
2、trx_ids:表示在生成readview时当前系统中活跃的读写事务的事务id列表。
3、up_limit_id:活跃的事务中最小的事务id。
4、low_limit_id:表示生成的readviem时系统中应该分配给下一个事务的id值。其是系统最大的事务id值，这里要注意是系统中的事务id，需要区别与正在活跃的事务id。
注：low_limit_id并不是trx_ids中的最大值，事务id是递增分配的。比如，现在有id为1，2，3这三个事务，之后id为3的事务提交了。那么一个新的读事务在生成ReadView时，trx_ids就包括1和2，up_limit_id的值就是1，low_limit_id的值就是4。

规则：

如果被访问版本的trx_id属性值与readviem中的creator_trx_id值相同，意味着当前事务在访问它自己修改过的记录，所以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reacview中的up_limit_id的值，表明生成该版本的事务在当前事务生成readview前已经提交，所以该版本可以被当前事务访问。
如果当前访问版本的trx_id属性值大于或等于readview中的low_linit_id值，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当成事务访问。
如果被访问版本的trx_id属性值在readview的up_limit_id和low_limit_id之间，那就需要判断trx_id属性值是不是在trx_id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。该版本不可被访问。
如果不存在，说明创建的readview时生成的该版本的事务已经被提交，该版本可以被访问。

MVCC整体操作流程

当查询一条记录时，系统是如何通过MVCC找到它的：
1、首先获取事务自己的版本号，也就是事务ID
2、获取readview
3、查新得到的数据，然后与readview中的事务版本号进行比较
4、如果不符合readview规则，就需要从undolog中获取历史快照
5、最后返回符合条件的数据
如果某个版本的数据对当前事务不可见的话，就顺着版本链找到下一个版本的数据，继续按照上边的步骤判断可见性，以此类推，直到版本链中的最后一个版本。如果最后一个版本也不可见的话，那么就意味着该条记录对该事务完全不可见，查询结构就不包含该记录。
innoDB中，MVCC是通过undolog+readview进行数据读取，undolog保存了历史快照，而readview规则帮我们判断当前版本的数据是否可见。

总结：

MVCC在read committd、repeatable read这两种隔离级别的事务在执行快照读操作时访问记录的版本链的过程。这样使不同事务的读写，写读操作并发执行，从而提升系统性能。
核心点在于readview的原理，read committd、repeatable read这两种隔离级别的很大不同就是生成readview的时机不同：

read committd：在每一次进行普通select操作前都会生成一个readview
repeatable read:只在第一次进行普通select操作前生成一个readview，之后的查询操作都重复使用。
注：执行delete语句或者更新主键的update语句并不会立刻把对应的记录完全从页面删除，而是执行一个所谓的delete mark操作，相当于只是对记录打上了一个删除标识，这主要就是为MVCC服务的。

MVCC可解决的问题：
1、读写之间阻塞的问题。通过MVCC可以让读写互相不阻塞，即读写不堵塞写，写不阻塞读，这样就可以提升事务并发处理能力。
2、降低了死锁的概率。这是因为MVCC采用了乐观锁的方式，读取数据时并不需要加锁，对于写操作，也只锁必要的行。
3、解决快照读的问题。当查询数据库在某个时间点的快照时，只能看到这个时间点之前事务提交更新的结果，而不能看到这个时间点之后事务提交的更新结果。