MySQL 事务和并发版本控制机制（MVCC）

最新推荐文章于 2025-03-14 21:02:38 发布

原创最新推荐文章于 2025-03-14 21:02:38 发布 · 1k 阅读

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

6 篇文章

订阅专栏

为了解决多事务并发问题（脏写、脏读、不可重复读、幻读），数据库设计了锁机制、事务隔离机制、多版本并发控制机制（MVCC），用一整套机制来解决多事务并发问题。锁机制在前面的文章已经记录过，本文主要记录事务隔离机制和 MVCC 机制。

一、事务

事务是由一组 SQL 语句组成的逻辑处理单元,事务具有以下 ACID 4个属性：

当有并发事务发生时，会引发脏读、脏写、不可重复读、幻读这些问题。

1. 脏读（Dirty Reads）

事务 A 读取到了事务 B 已经修改但尚未提交的数据。如果此时事务 A 在这个数据基础上做了操作，同时事务B 进行了回滚，那么事务 A 对数据的操作结果就有问题。

2. 更新丢失（Lost Update）或脏写（Dirty Write）

当多个事务并发对同一行数据进行更新时，由于不知道其他事务的存在，所以都是基于最初值更新，这样后提交的更新就会覆盖先提交的更新。

3. 不可重读（Non-Repeatable Reads）

事务 A 内部的相同查询语句，在不同时刻读出的结果不一致。

4. 幻读（Phantom Reads）

事务 A 读取到了事务 B 提交的新增数据。

MySQL 中事务有 4 种隔离级别可以选择，分别用来解决不同的事务并发问题。

不同隔离级别的表现

读未提交（READ UNCOMMITTED）：在事务内查询时可以查到其他事务已经修改但未提交的数据。
读已提交（READ COMMITTED）: 在事务内查询时可以查到其他事务已经修改且已提交的数据。
可重复读（REPEATABLE READ）：在事务内第一次查询时会生成快照，之后每次查询都从快照中读取，每次的查询结果不会受到其他事务影响。修改操作时当前事务内的修改会在最新已提交的数据（包括其他事务的提交）上进行，并更新快照。
可串行化（SERIALIZABLE）：事务内的每条 SQL 都会被加上行锁，查询操作加共享锁，修改操作加排他锁，以保证各个事务对同一条数据的操作串行执行。

4 种隔离级别对事务并发问题的解决：

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

上面隔离级别依次严格，越严格的隔离级别并发性能则越低，但是能更好的保证一致性。MySQL 默认的隔离级别是可重复读。

MySQL 中查询当前事务隔离级别：SELECT @@[session|global].transaction_isolation;

MySQL 中设置事务隔离级别：

SET [GLOBAL|SESSION] TRANSACTION ISOLATION LEVEL [READ UNCOMMITTED|READ COMMITTED|REPEATABLE READ|SERIALIZABLE];

在 MySQL 的可串行化隔离级别中，针对同一条数据，是通过加锁互斥来保证隔离性的。在可重复读隔离级别中，针对同一条数据，每次查询的结果都相同，是通过多版本并发控制机制 MVCC 来实现的，MVCC 机制不会为查询 SQL 添加共享锁，所以多个事务对同一条数据的读写可以同时进行，并发性能更高。

在简单理解 MVCC 机制时，通常会用两个概念快照读和当前读：

在深度理解 MVCC 机制时，就必须明白 MVCC 底层原理。（读已提交和可重复读两个级别都是用 MVCC 实现的，但是实现原理有一点点不同，本文主要记录可重复读级别下的实现原理）。

首先 MVCC 机制会依赖 undo 日志，对一条数据的每一次更新都会在 undo 日志中生成一条记录。记录中包括：更新的数据行、事务ID（trx_id）、回滚指针（roll_pointer）、是否提交（is_commited）

当对同一条数据多次修改后，通过回滚指针，可以形成一个版本链，称作 undo 日志版本链，类似下图：

然后在开启事务并首次查询时，MySQL 会根据 undo 日志版本链生成一个 read-view，read-view 的内容为当前所有未提交的事务id 数组和已经生成的最大的事务id。以图中的版本链为例，read-view 为 ([200,300], 500)

最后，在之后的每次查询时，MySQL 会通过可见性分析算法，用版本链中的事务ID（从最新到最早）依次和 read-view 的内容进行比较，来断定要显示的记录。可见性分析算法规则如下：