MYSQL MVCC总结

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于 2022-04-26 15:30:38 首次发布

MySQL的MVCC（Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制）是一种数据库事务并发控制机制，主要用于提高数据库的读写性能。它通过维护数据的多个版本，使得读操作无需加锁，同时保证一致性，减少了事务之间的阻塞。在MySQL的InnoDB存储引擎中，MVCC主要用于可重复读（REPEATABLE READ）和读已提交（READ COMMITTED）这两种事务隔离级别。

MVCC的实现原理主要依赖于以下几点：
1. 事务ID（Transaction ID）：每个事务在开始时都会被分配一个唯一的事务ID。
2. 隐藏列：InnoDB为每行数据维护两个隐藏列，分别是`DB_TRX_ID`（记录最后一次修改该行的事务ID）和`DB_ROLL_PTR`（指向Undo Log的指针，用于访问该行的历史版本）。
3. 快照读与当前读：快照读不加锁读取之前的快照数据，适用于SELECT语句；当前读读取最新的数据版本，并加锁，适用于带有FOR UPDATE或LOCK IN SHARE MODE的SELECT语句。
4. 事务的起始时间与快照：每个事务在开始时会创建一个快照，记录当前所有活跃事务的最小事务ID，用于决定事务在读操作时应该看到哪些数据版本。

MVCC在不同事务隔离级别下的表现如下：
- 读未提交（Read Uncommitted）：MVCC被最少使用，甚至在InnoDB中无法完全支持该隔离级别。
- 读已提交（Read Committed）：每次查询都创建新的快照，只保证读取已提交的数据，避免了脏读，但可能导致不可重复读。
- 可重复读（Repeatable Read）：默认隔离级别，保证在事务期间多次读取同一数据的结果一致。MVCC通过在事务开始时创建快照，确保所有读取操作基于同一个快照，避免了不可重复读和脏读。
- 串行化（Serializable）：通过强制事务串行执行，完全消除并发问题。MVCC在串行化级别下与可重复读类似，但会引入更多的锁，从而保证事务的串行性。

MVCC的优势包括：
- 高并发性能：通过维护数据的多个版本，允许读写操作并行执行，提高了系统的并发性能。
- 减少锁竞争：读操作无需加锁，减少了锁的使用，降低了锁竞争，提高了系统的吞吐量。
- 数据一致性：为每个事务提供数据的一个“快照”，确保事务在其执行期间看到的数据是一致的，避免了幻读、不可重复读等现象。

然而，MVCC的实现也带来了一些局限性和挑战：
- 存储开销：由于需要存储多个版本的数据，MVCC可能会增加存储开销，尤其是在高写入活动或长时间运行的事务场景中。
- 事务ID回绕：事务ID有有限的容量，可能会达到最大值并回绕，导致旧版本的数据不可达，可能引发数据不一致的问题。
- 幻读问题：虽然MVCC可以防止脏读和不可重复读，但无法完全消除幻读现象。
- 锁定开销：尽管MVCC减少了锁定操作，但在某些情况下，锁定仍然很重要，尤其是在高并发环境中，可能会带来一些锁定机制的开销。

【备注】