数据库MVCC

版本链

基于undo log

对于使用InnoDB存储引擎的表来说，它的聚簇索引记录中都包含两个必要的隐藏列：

• trx_id：每次对某条聚簇索引记录进行改动时，都会把对应的事务id赋值给trx_id隐藏列。
• roll_pointer：每次对某条聚簇索引记录进行改动时，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，可以通过它来找到该记录修改前的信息。

假设之后两个id分别为100、200的事务对这条记录进行UPDATE操作，操作流程如下：

每次对记录进行改动，都会记录一条undo日志，每条undo日志也都有一个roll_pointer属性（INSERT操作对应的undo日志没有该属性，因为该记录并没有更早的版本），可以将这些undo日志都连起来，串成一个链表，所以现在的情况就像下图一样：

对该记录每次更新后，都会将旧值放到一条undo日志中，就算是该记录的一个旧版本，随着更新次数的增多，所有的版本都会被roll_pointer属性连接成一个链表，我们把这个链表称之为版本链，版本链的头节点就是当前记录最新的值。另外，每个版本中还包含生成该版本时对应的事务id。

ReadView

实现快照读

• 核心问题就是：需要判断一下版本链中的哪个版本是当前事务可见的。

ReadView主要包含m_ids，存储当前活跃的事务id。

READ COMMITTED

每次读取数据前都生成一个ReadView，查找版本链中事务id小于当前活跃事务id。代价高

比方说现在系统里有两个id分别为100、200的事务在执行：

# Transaction 100
BEGIN;
UPDATE t SET c = '关羽' WHERE id = 1;
UPDATE t SET c = '张飞' WHERE id = 1;

# Transaction 200
BEGIN;
# 更新了一些别的表的记录
...

此刻，表t中id为1的记录得到的版本链表如下所示：

假设现在有一个使用READ COMMITTED隔离级别的事务开始执行：

# 使用READ COMMITTED隔离级别的事务
BEGIN;

# SELECT1：Transaction 100、200未提交
SELECT * FROM t WHERE id = 1; # 得到的列c的值为'刘备'

这个SELECT1的执行过程如下：

• 在执行SELECT语句时会先生成一个ReadView，ReadView的m_ids列表的内容就是[100, 200]。
• 然后从版本链中挑选可见的记录，从图中可以看出，最新版本的列c的内容是'张飞'，该版本的trx_id值为100，在m_ids列表内，所以不符合可见性要求，根据roll_pointer跳到下一个版本。
• …
• 下一个版本的列c的内容是'刘备'，该版本的trx_id值为80，小于m_ids列表中最小的事务id100，所以这个版本是符合要求的，最后返回给用户的版本就是这条列c为'刘备'的记录。

REPEATABLE READ

在第一次读取数据时生成一个ReadView

比方说现在系统里有两个id分别为100、200的事务在执行：

# Transaction 100
BEGIN;
UPDATE t SET c = '关羽' WHERE id = 1;
UPDATE t SET c = '张飞' WHERE id = 1;

# Transaction 200
BEGIN;
# 更新了一些别的表的记录
...

此刻，表t中id为1的记录得到的版本链表如下所示：

假设现在有一个使用REPEATABLE READ隔离级别的事务开始执行：

# 使用REPEATABLE READ隔离级别的事务
BEGIN;

# SELECT1：Transaction 100、200未提交
SELECT * FROM t WHERE id = 1; # 得到的列c的值为'刘备'

这个SELECT1的执行过程如下：

• 在执行SELECT语句时会先生成一个ReadView，ReadView的m_ids列表的内容就是[100, 200]。
• 然后从版本链中挑选可见的记录，从图中可以看出，最新版本的列c的内容是'张飞'，该版本的trx_id值为100，在m_ids列表内，所以不符合可见性要求，根据roll_pointer跳到下一个版本。
• …
• 下一个版本的列c的内容是'刘备'，该版本的trx_id值为80，小于m_ids列表中最小的事务id100，所以这个版本是符合要求的，最后返回给用户的版本就是这条列c为'刘备'的记录。

之后，我们把事务id为100的事务提交一下

然后再到事务id为200的事务中更新一下表t中id为1的记录：

# Transaction 200
BEGIN;
UPDATE t SET c = '赵云' WHERE id = 1;
UPDATE t SET c = '诸葛亮' WHERE id = 1;

此刻，表t中id为1的记录的版本链就长这样：

然后再到刚才使用REPEATABLE READ隔离级别的事务中继续查找这个id为1的记录，如下：

# 使用REPEATABLE READ隔离级别的事务
BEGIN;

# SELECT2：Transaction 100提交，Transaction 200未提交
SELECT * FROM t WHERE id = 1; # 得到的列c的值仍为'刘备'

这个SELECT2的执行过程如下：

• 因为之前已经生成过ReadView了，所以此时直接复用之前的ReadView，之前的ReadView中的m_ids列表就是[100, 200]。
• 然后从版本链中挑选可见的记录，从图中可以看出，最新版本的列c的内容是'诸葛亮'，该版本的trx_id值为200，在m_ids列表内，所以不符合可见性要求，根据roll_pointer跳到下一个版本。
• 下一个版本的列c的内容是'赵云'，该版本的trx_id值为200，也在m_ids列表内，所以也不符合要求，继续跳到下一个版本。
• 下一个版本的列c的内容是'张飞'，该版本的trx_id值为100，而m_ids列表中是包含值为100的事务id的，所以该版本也不符合要求，同理下一个列c的内容是'关羽'的版本也不符合要求。继续跳到下一个版本。
• 下一个版本的列c的内容是'刘备'，该版本的trx_id值为80，80小于m_ids列表中最小的事务id100，所以这个版本是符合要求的，最后返回给用户的版本就是这条列c为'刘备'的记录。