MySQL MVCC原理深入探索-优快云博客

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本文详细介绍了MySQL中MVCC（多版本并发控制）的工作原理，包括其由来、实际应用以及实现机制。在RR和RC隔离级别下，MVCC通过ReadView和UndoLog确保事务隔离性，提高并发查询性能。同时，讨论了MVCC对性能的影响以及RR级别下幻读问题的处理。MVCC通过非锁定读（快照读）和锁定读（当前读）策略，平衡了并发和一致性的需求。

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文章目录

- 一、MVCC的由来
- 二、MVCC的实际应用
- - RR级别场景
  - RC级别场景
- 三、MVCC的实现
- - 3.1 旧版本数据从哪里来——Undo Log
  - - 3.1.1 插入操作对应的undo log
    - 3.1.2 删除操作对应的undo log
    - 3.1.3 更新操作对应的undo log
  - 3.2 多版本数据如何关联——行记录隐藏字段和版本链
  - 3.3 不同版本数据如何正确访问——Read View访问规则
  - - 3.3.1 Read View
    - 3.3.2 覆盖索引下的MVCC
- 四、扩展一——MVCC的多版本是否影响性能
- 五、扩展二——RR级别能否完全避免幻读问题
- 总结

一、MVCC的由来

我们知道：标准的数据库事务是要具备ACID特性的。但是对于【I】隔离性而言，可以根据不同的场景，权衡使用不同的隔离级别。在MySQL中实现了SQL标准中的四大隔离级别，同时对应了可能会出现的不同问题：

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
READ UNCOMMITTED（读未提交）	可能	可能	可能
READ COMMITTED（读已提交）	不可能	可能	可能
REPEATABLE READ(可重复读)	不可能	不可能	*可能
SERIALIZABLE(可串行化)	不可能	不可能	不可能

其中，需要特别注意的一点是：也是与SQL标准规定不一样的一个地方，MySQL中RR可重复读的隔离级别下，是基本上不会出现幻读问题(这个地方会出现一些特殊的场景，后面会介绍)。

访问MySQL数据一般就是增删改查操作，对应的是insert、delete、update和select语句。

对于insert、delete、update这三种类型的语句而言，需要先定位到最新的数据；对于select语句，也有select … lock in share mode（MySQL8.0中增加了SELECT … FOR SHARE）/select… for update的操作，同样需要读取最新的数据，同时必须堵塞其他并发事务修改当前记录，所以需要进行加锁。这些操作在MySQL中统一被称为——锁定读（Locking Reads），又称为当前读。

而对于普通的select语句，MySQL则根据不同的隔离级别，进行不同的处理：

READ UNCOMMITTED（读未提交）：读取最新的记录
READ COMMITTED（读已提交）：读取最新提交事务的记录
REPEATABLE READ(可重复读)：读取当前事务在开始前已提交的记录或者被自己事务修改的记录
SERIALIZABLE(可串行化)：读取最新的记录，同时也加上读锁，事务提交前不允许被其他事务修改，也就是select … lock in share mode

可以看到，对于READ COMMITTED（读已提交）和 REPEATABLE READ(可重复读)这两种隔离级别来说，普通的select是不需要加锁的，并且受到事务发生时机的影响。可以利用事务保存的历史版本数据，控制版本访问权限，这种方案就称之为——MVCC(Multi-Version Concurrency Control)，而MVCC下的select查询，被称为——非锁定读（Consistent Nonlocking Reads），又称为快照读。

生成的快照就被称之为ReadView（一致性视图）

利用MVCC提供的快照读能力，可以实现在不加锁的情况下，避免读写冲突时的堵塞问题，极大提升并发查询性能，同时也保证了事务的隔离性。这是在并发性能和数据一致性之间做的一次trade-off。

二、MVCC的实际应用

前面提到，MVCC是在RC和RR隔离级别下使用历史版本数据实现事务隔离性的，下面我们来看个具体的案例分析。

首先先创建表 t1:

CREATE TABLE `t1` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `c` int(11) DEFAULT NULL,
  `d` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `c` (`c`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

#插入一条数据
INSERT INTO `t1` (