MVCC机制

MVCC

1. MVCC是什么？

MVCC，全称Multi-Version Concurrency Control，即多版本并发控制。MVCC是一种并发控制的方法，一般在数据库管理系统中，实现对数据库的并发访问，在编程语言中实现事务内存。 MVCC的具体实现，还需要依赖于数据库记录中的三个隐式字段、undo log日志、readView。

2. 当前读和快照读

• 当前读

当前读取的是记录的最新版本，读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁。对于我们日常的操作，如：

select * from test lock in share mode; # (共掌锁)
select* from test for update; # (排他锁)
# update、insert、delete等DML语言也会加排它锁，造成当前读

• 快照读

  • Repeatable Read（可重复度隔离级别）：开启事务后第一个selecti语句才是快照读的地方。

  • Read Committed（读提交隔离级别）：每次select,都生成一个快照读。

简单的select(不加锁)就是快照读，快照读，读取的是记录数据的可见版本，有可能是历史数据，不加锁，是非阻塞读。

3.MVCC实现原理

对于每一个数据库中的数据都会创建 3 个隐藏字段，包括 db_trx_id、db_roll_pointer、db_row_id。其中 db_trx_id 代表的是本次事务的id，db_roll_pointer 代表的是上一个已提交事务的地址，db_row_id 只有当该表不存在主键时才会创建。

undo log 调用链，undo log 会保存每一次对数据库的修改，用来保证输事务回滚。其中链表的尾部代表的是最新的修改，链表的首部代表的是最早的旧记录。

其中由于 select 不会对数据进行修改，所以 select 不会添加 undo log 日志。只有进行 DML 操作的时候才会有 undo log

• Insert ：插入一条记录时，至少要把这条记录的主键值记下来，之后回滚的时候只需要把这个主键值对应的记录删掉就好了。

• Update ：修改一条记录时，至少要把修改这条记录前的旧值都记录下来，这样之后回滚时再把这条记录更新为旧值就好了。

• Delete ：删除一条记录时，至少要把这条记录中的内容都记下来，这样之后回滚时再把由这些内容组成的记录插入到表中就好了。 删除操作的时候，会有一个逻辑删除的字段 DELETED_BIT，将其置为 true 并不是真正的删除

为了节省磁盘空间，InnoDB有专门的purge线程来清理DELETED_BIT为true的记录。为了不影响MVCC的正常工作，purge线程自己也维护了一个read view（这个read view相当于系统中最老活跃事务的read view）;如果某个记录的DELETED_BIT为true，并且DB_TRX_ID相对于purge线程的read view可见，那么这条记录一定是可以被安全清除的。

4. readView

InnoDB的默认隔离级别是可重复读，所以在该事务之前且提交的数据改变是可见的，该事务之后的数据改变不可见。

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如图所示，如果该线程开启的事务 id 为 20，那么在 20 之前且提交的事务都是可见的，在 20 之后的事务都是不可见的。不过MySQL进行优化，用一个 readView 来存放当前的活跃事务。

如上图所示，事务 20，对于事务 7 以前的都是可见的，但是对于事务 7 、事务 9 和事务 11 是不可见的，因为他们是活跃的事务，还没有提交。对于事务20以后是不可见的，因为肯定会大于 20 。

5. 可重复读原理

可重复读就是利用了这样的一个思想，当进行第一次快照时，变回构建视图。

如上图，当开启事务 20 视图列表就会构建好。但是进行当前读的会重新构建视图。

思考

事务 9 对表中字段进行修改当前读能看到吗？如果能看到，那岂不是违背了可重复读？

答：在进行第一次快照读建立视图之后，以后所有快照读都会使用这个视图。而当前读是可以看到之前提交的内容。下面是我做的一个实验，可以看出很容易出现莫名其妙的BUG，比如我只想加 1 ，但是最后却加了 2 。如果此时采用 where 条件去筛选很可能会发生意料之外的错误。

事务1	事务2
begin;
	begin;
select * from product; # (price = 5000)
	update product set price = price+1 where pid=1;
	commit;
select * from product lock in share mode; # (price = 5001)
select * from product; # (price = 5000)
update product set price = price+1 where pid=1;
select * from product; # (price = 5002) 自己的修改是可见的

6. 读提交

了解了可重复读之后，读提交其实比较容易理解，就是每一次select之后都进行一次视图重建。下面是采用读提交的过程。

事务1	事务2
begin;
	begin;
select * from product; # (price = 5000)
	update product set price = price+1 where pid=1;
	commit;
select * from product lock in share mode; # (price = 5001)
select * from product; # (price = 5001)
update product set price = price+1 where pid=1;
select * from product; # (price = 5002) 自己的修改是可见的

引用

https://pdai.tech/md/db/sql-mysql/sql-mysql-mvcc.html#%E4%BB%80%E4%B9%88%E6%98%AFmvcc
《MySQL实战45讲》
https://www.bilibili.com/video/BV1Kr4y1i7ru