MVCC是怎么一回事儿

MVCC（Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制）是一种数据库并发控制技术，用于在支持高并发访问时确保数据的一致性和隔离性。它允许多个事务同时读取数据库的同一份数据，而不互相阻塞，从而提高并发性能。在MySQL中，InnoDB存储引擎通过MVCC实现了非锁定读，使得读操作不会阻塞写操作，写操作也不会阻塞读操作。

MVCC的核心思想

MVCC的核心是为每一行数据维护多个版本，不同事务根据自己的隔离级别和开始时间，看到的数据可能是同一行的不同版本。这些版本通过隐藏的系统列（如trx_id、roll_pointer等）来区分。

MVCC的运作方式

MVCC的工作原理基于数据的多版本和事务的版本号。MySQL中的MVCC通过以下机制运作：

1. 每个事务有一个唯一的版本号：

   • 当事务开始时，InnoDB会给每个事务分配一个事务ID（transaction ID），它表示该事务的开始时间。
   • 这个ID用于确保事务在处理过程中只看到特定版本的数据。

2. 每行数据有两个隐藏字段：

   • 创建版本号（created_trx_id）：记录插入该行时的事务ID。
   • 删除版本号（deleted_trx_id）：如果该行被删除，记录删除该行的事务ID。如果未被删除，这个值为NULL。

   这两个字段共同记录了数据的版本变化，通过这些隐藏字段，数据库可以保留多个版本的行数据。

3. 读取数据时：

   • 当一个事务读取数据时，它会查看每一行的创建版本号和删除版本号。
   • 事务只会读取那些满足以下条件的数据行：
     • 行的创建版本号小于当前事务的ID（即这行数据在当前事务开始之前已经存在）。
     • 行的删除版本号要么为NULL（表示该行尚未被删除），要么大于当前事务ID（表示该行在事务开始后被删除，事务不受影响）。

   这意味着一个事务可以看到其他事务已提交的数据，但不会看到未提交的修改。

4. 写数据时：

   • 当一个事务更新或删除某一行数据时，InnoDB不会直接覆盖原有的数据行，而是创建该行数据的一个新版本。
   • 原来的行会被标记为“已删除”（修改它的deleted_trx_id），而新的行将拥有自己的创建版本号。
   • 这样，其他正在进行的事务仍然可以读取旧版本的数据，不会被影响。

MVCC的优势

1. 非锁定读：读操作不需要加锁，避免了读和写的互相阻塞，显著提高了并发性能。特别是在隔离级别为可重复读或读已提交时，读操作不需要等待写操作完成。

2. 提高并发性：由于读写操作互不阻塞，系统可以同时处理更多的事务，提高了数据库的吞吐量。

3. 数据一致性：MVCC允许每个事务在其生命周期内看到一致的视图，即使其他事务在同时修改同样的数据。

不同隔离级别下的MVCC表现

• 读已提交（Read Committed）：

  • 事务在每次读取数据时，都会看到其他事务已经提交的最新版本。
  • 这意味着，如果其他事务在中间提交了更新，当前事务会看到最新的变化，可能导致不可重复读。

• 可重复读（Repeatable Read）：

  • 事务在开始时会创建一个一致性视图，之后无论其他事务提交了多少次修改，当前事务都只能看到它开始时的数据状态。
  • 这可以防止不可重复读问题，但仍可能出现幻读问题。

总结

MVCC通过为每行数据维护多个版本，实现了非锁定读，允许事务并发操作而不互相阻塞，从而提高了数据库的并发性能。每个事务只看到与自己隔离级别相对应的版本数据，保证数据的一致性和隔离性。