MySQL篇之MVCC

一、什么是MVCC

        全称 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。

        事务5查询的记录是哪个事务版本的记录呢？MVCC的具体实现，主要依赖于数据库记录中的隐式字段、undo log日志、readView。

二、MVCC实现原理

1.隐藏字段

        除了自己自定义的字段外，还有隐藏的3个字段。

        DB_TRX_ID：修改事务时，就会自增+1。

        DB_ROLL_PTR：就是指向上一个版本。

        DB_ROW_ID：当字段有主键时，这个隐藏字段就没有意义了。

2.undo log

（1）定义

        1. 回滚日志，在insert、update、delete的时候产生的便于数据回滚的日志。

        2. 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。

        3. 而update、delete的时候，产生的undo log日志不仅在回滚时需要，mvcc版本访问也需要，不会立即被删除。

（2）undo log版本链

        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。

3.readView

（1）定义

        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。

        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。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。

        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。

        不同隔离级别也不一样：

        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。

（2）四个核心字段

        用下图解释上面字段：因为事务5开始创建视图时，事务2已经结束了。

        m_ids就是345事务的id集合。                min_trx_id就是事务3的id。

        max_trx_id就是事务5的id+1。                creator_trx_id就是事务5的id。

（3）版本链数据的访问规则

（4）隔离级别

        1. RC隔离级别下，在事务中每一次执行快照读时生成ReadView。

        结合前面的undolog和访问规则：可以得出事务5查询的第一次记录是事务2提交后的记录，事务5第二次查询的是事务3提交后的记录

       2. 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。

三、面试的回答

面试官：事务中的隔离性是如何保证的呢？(你解释一下MVCC)

候选人：事务的隔离性是由锁和mvcc实现的。

其中mvcc的意思是多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突，它的底层实现主要是分为了三个部分，第一个是隐藏字段，第二个是undo log日志，第三个是readView读视图

隐藏字段是指：在mysql中给每个表都设置了隐藏字段，有一个是trx_id(事务id)，记录每一次操作的事务id，是自增的；另一个字段是roll_pointer(回滚指针)，指向上一个版本的事务版本记录地址

undo log主要的作用是记录回滚日志，存储老版本数据，在内部会形成一个版本链，在多个事务并行操作某一行记录，记录不同事务修改数据的版本，通过roll_pointer指针形成一个链表

readView解决的是一个事务查询选择版本的问题，在内部定义了一些匹配规则和当前的一些事务id判断该访问那个版本的数据，不同的隔离级别快照读是不一样的，最终的访问的结果不一样。如果是rc隔离级别，每一次执行快照读时生成ReadView，如果是rr隔离级别仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView，后续复用。