mysql之MVCC

1、概念

mvcc作用在于解决并发条件下，读写冲突的问题。一般用于RC和RR隔离级别，解决脏读和不可重复读的问题。

（1）当前读

读取的是记录的最新版本，读取时还要保证其他事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁。对于我们日常的操作，如：select ... lock in share mode(共享锁)，select ... for update、update、insert、delete(排他锁)都是一种当前读。

（2）快照读

简单的select 就是快照读，读取的是记录的可见版本， 有可能是历史数据，不加锁，不阻塞

Read Committed：每次select，都会生成一个快照读

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。

 2、MVCC的条件

要实现MVCC，需要3个条件：3个隐藏字段，undo log以及readview。

（1）隐藏字段

表结构中除了行数据以外，还有3个隐藏字段：

DB_TRX_ID：最新修改的事务ID，记录插入和修改最后一次的事务ID

DB_ROLL_PTR ：回滚指针，指向上一个版本记录

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。

（2）undo log

回滚日志，在insert update delete语句执行时保存回滚的日志。

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。

不同事务对同一条记录进行修改后，会生成一条版本连，下图为undo log中记录的版本链。

 （3）readview

ReadView（读视图）是 快照读 SQL执行时MVCC提取数据的依据。

readView包含四个核心字段：

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

在readview中就规定了版本链数据的访问规则：

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的时机不一样：

READ COMMITTED ：在事务中每一次执行快照读时生成ReadView。

REPEATABLE READ：在事务第一次执行快照读的时候生成ReadView。

3、原理分析

（1）RC隔离分析

RC隔离级别是解决脏读。在事务提交之后才能读到修改后的记录。这个是怎么做到呢，以下图为例子，事务5在每次快照读的时候都会生成一个readview。

 根据undo log版本链记录和readview的匹配规则，我们来分析以下，事务5第一个查询，获取的结果是哪一个呢？

按照上图中DB_TRX_ID为4，和事务5的第一次查询的readview进行对比，发现1,2,3,4都不匹配。

然后匹配下一条，DB_TRX_ID为3，和事务5的第一次查询的readview进行对比，发现1,2,3,4都不匹配。

然后匹配下一条，DB_TRX_ID为2，和事务5的第一次查询的readview进行对比，发现第二个是匹配的。那就说明此快照读，返回的是此版本链的数据。

事务5第二个查询，获取的结果是哪一个呢？

按照上图中DB_TRX_ID为4，和事务5的第二次查询的readview进行对比，发现1,2,3,4都不匹配。

然后匹配下一条，DB_TRX_ID为3，和事务5的第二次查询的readview进行对比，发现第二个是匹配的。那就说明此快照读，返回的是此版本链的数据。

（1）RR隔离分析

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。以下图为例子，事务5在第一次快照读的时候会生成一个readview，后面就会服用此readview。上述已经分析过每次查询的记录在undo log中DB_TRX_ID为2的版本链是匹配的。

 总结：

MVCC使用隐藏字段、undo log，readview实现的，没修改一次都会在undo log中生成一个版本记录，对于同一条记录会生成一个版本链，每条记录中包含隐藏字段。而readview则是在每次快照读的时候生成，通过版本链中的trx_id字段，对比readview中的记录，通过readview的规则，判断哪条版本记录是匹配的，从而得到最终结果。所以MVCC+锁实现了事务的隔离性。