MySQL：事务如何让RC和RR修改了却看不到（MVCC）_mvcc对于rr和rc的区别-优快云博客

一、数据库并发的三种场景

读-读：不存在任何问题，也不需要并发控制

读-写：有线程安全问题，可能会造成事务隔离性问题，可能遇到脏读，幻读，不可重复读

写-写：有线程安全问题，可能会存在更新丢失问题，比如第一类更新丢失，第二类更新丢失(后面补充)

问题：在RR级别的时候，多个事务的update，多个事务的insert,多个事务的delete，是否会有加锁现象？？

——>现象结果是，update，insert，delete之间是会有加锁现象的，但是select和这些操作是不冲突的。这就是通过读写锁(锁有行锁或者表锁)+MVCC完成隔离性。

二、关于读-写

多版本并发控制（ MVCC ）是一种用来解决读-写冲突的无锁并发控制

如何区别事务的先后顺序呢？？？------------>为事务分配单向增长的事务ID,可根据事务ID的大小决定事务到来的先后顺序，为每个修改保存一个版本，版本与事务ID关联，读操作只读该事务开始前的数据库的快照。

如何看待事务呢？？？？------------>mysqld可能会面临处理多个事务的情况，事务也有自己的生命周期，mysqld要面对多个事务进行管理，先描述再组织。所以事务在我看来，在mysqld中一定是对应的一个或者一套结构体对象/类对象，事务也要有自己的结构体（包括事务ID，相关数据结构和一些管理信息）

所以MVCC 可以为数据库解决以下问题：

1、在并发读写数据库时，可以做到在读操作时不用阻塞写操作，写操作也不用阻塞读操作，提高了数据库并发读写的性能

2、同时还可以解决脏读，幻读，不可重复读等事务隔离问题，但不能解决更新丢失问题

理解 MVCC 需要知道三个前提知识：

1、3个记录隐藏字段

2、undo 日志

3、Read View

2.1 三个隐藏字段

1、DB_TRX_ID ：6 byte，最近修改( 修改/插入 )事务ID，记录创建这条记录/最后一次修改该记录的事务ID（对信息做溯源）

2、DB_ROLL_PTR : 7 byte，回滚指针，指向这条记录的上一个版本（简单理解成，指向历史版本就行，这些数据一般在 undo log 中）

3、DB_ROW_ID : 6 byte，隐含的自增ID（隐藏主键），如果数据表没有主键， InnoDB 会自动以 DB_ROW_ID 产生一个聚簇索引（以前没有设置主键索引时很慢是因为这个索引不是按照你的列来设定的，隐藏索引是线性遍历的）

补充：实际还有一个删除ﬂag隐藏字段, 既记录被更新或删除并不代表真的删除，而是删除ﬂag变了（空间换时间的策略）

假设测试表结构是：

mysql> create table if not exists student( 
 name varchar(11) not null, 
 age int not null 
 ); 
 
mysql> insert into student (name, age) values ('张三', 28); 
Query OK, 1 row affected (0.05 sec) 
 
mysql> select * from student; 
+--------+-----+ 
| name   | age | 
+--------+-----+ 
| 张三   | 28  | 
+--------+-----+ 
1 row in set (0.00 sec)

上面描述的意思是：

我们目前并不知道创建该记录的事务ID，隐式主键，我们就默认设置成null。第一条记录也没有其他版本，我们设置回滚指针为null。

2.2 undo日志

MySQL 将来是以服务进程的方式，在内存中运行。我们之前所讲的所有机制：索引，事务，隔离性，日志等，都是在内存中完成的，即在 MySQL 内部的相关缓冲区中，保存相关数据，完成各种判断操作。然后在合适的时候，将相关数据刷新到磁盘当中的。

所以，我们这里理解undo log，简单理解成，就是 MySQL 中的一段内存缓冲区，用来保存日志数据的就行。

2.3 模拟MVCC

现在有一个事务10(仅仅为了好区分)，对student表中记录进行修改(update)：将name(张三)改成name(李四)。

1、事务10,因为要修改，所以要先给该记录加行锁。

2、修改前，现将改行记录拷贝到undo log中，所以，undo log中就有了一行副本数据。(原理就是写时拷贝)

3、所以现在 MySQL 中有两行同样的记录。现在修改原始记录中的name，改成 '李四'。并且修改原始记录的隐藏字段 DB_TRX_ID 为当前事务10 的ID, 我们默认从 10 开始，之后递增。而原始记录的回滚指针 DB_ROLL_PTR 列，里面写入undo log中副本数据的地址，从而指向副本记录，既表示我的上一个版本就是它。

4、事务10提交，释放锁

备注：此时，最新的记录是’李四‘那条记录。

现在又有一个事务11，对student表中记录进行修改(update)：将age(28)改成age(38)。

1、事务11,因为也要修改，所以要先给该记录加行锁。

2、修改前，现将改行记录拷贝到undo log中，所以，undo log中就又有了一行副本数据。此时，新的副本，我们采用头插方式，插入undo log。

3、现在修改原始记录中的age，改成 38。并且修改原始记录的隐藏字段 DB_TRX_ID 为当前事务11 的ID。而原始记录的回滚指针 DB_ROLL_PTR 列，里面写入undo log中副本数据的地址，从而指向副本记录，既表示我的上一个版本就是它。

4、事务11提交，释放锁。

这样，我们就有了一个基于链表记录的历史版本链。所谓的回滚，无非就是用历史数据，覆盖当前数据。

上面的一个一个版本，我们可以称之为一个一个的快照。

##一些思考

问题1：上面是以更新（`upadte`）主讲的,如果是`delete`呢？

--------->一样的，别忘了，删数据不是清空，而是设置flag为删除即可。也可以形成版本。

问题2：如果是`insert`呢？

---------->因为`insert`是插入，也就是之前没有数据，那么`insert`也就没有历史版本。但是一般为了回滚操作，insert的数据也是要被放入undo log中（回滚的时候就进行delete），如果当前事务commit了，那么这个undo log 的历史insert记录就可以被清空了。（但是update和delete就不一定，因为可能别人也正在访问）

总结一下，也就是我们可以理解成，`update`和`delete`（他们一定处理的是最新数据，历史数据是不能操作的）可以形成版本链，`insert`暂时不考虑。

问题3：那么`select`呢？

——>首先，`select`不会对数据做任何修改，所以，为`select`维护多版本，没有意义。不过，此时有个问题，就是： select读取，是读取最新的版本呢？还是读取历史版本？

当前读：读取最新的记录，就是当前读。增删改，都叫做当前读，select也有可能当前读，比如：select lock in share mode(共享锁), select for update （这个好理解，我们后面不讨论）

快照读：读取历史版本(一般而言)，就叫做快照读。(这个我们后面重点讨论)

我们可以看到，在多个事务同时删改查的时候，都是当前读，是要加锁的。那同时有select过来，如果也要读取最新版(当前读)，那么也就需要加锁，这就是串行化。

但如果是快照读，读取历史版本的话，是不受加锁限制的。也就是可以并行执行！换言之，提高了效率，即MVCC的意义所在。

问题4：那么，是什么决定了，select是当前读，还是快照读呢？

——>隔离级别!

问题5：那为什么要有隔离级别呢？

------->事务都是原子的。所以，无论如何，事务总有先有后。

但是经过上面的操作我们发现，事务从begin->CURD->commit，是有一个阶段的。也就是事务有执行前，执行中，执行后的阶段。但，不管怎么启动多个事务，总是有先有后的。

那么多个事务在执行中，CURD操作是会交织在一起的。那么，为了保证事务的“有先有后”，是不是应该让不同的事务看到它该看到的内容，这就是所谓的隔离性与隔离级别要解决的问题。

先来的事务，应不应该看到后来的事务所做的修改呢?那么，如何保证，不同的事务，看到不同的内容呢？也就是如何如何实现隔离级别？

2.4 Read View理论

Read View就是事务进行快照读操作的时候生产的读视图 (Read View)，在该事务执行的快照读的那一刻，会生成数据库系统当前的一个快照，记录并维护系统当前活跃事务的ID(当每个事务开启时，都会被分配一个ID, 这个ID是递增的，所以最新的事务，ID值越大)

Read View 在 MySQL 源码中,就是一个类，本质是用来进行可见性判断的。 即当我们某个事务执行快照读的时候，对该记录创建一个 Read View 读视图，把它比作条件,用来判断当前事务能够看到哪个版本的数据，即可能是当前最新的数据，也有可能是该行记录的 undo log 里面的某个版本的数据。（值初始化后就不变了）

下面是 ReadView 结构

class ReadView { 
 // 省略... 
 private: 
 /** 高水位，大于等于这个ID的事务均不可见*/ 
 trx_id_t m_low_limit_id 
 
 /** 低水位：小于这个ID的事务均可见 */ 
 trx_id_t m_up_limit_id; 
 
 /** 创建该 Read View 的事务ID*/ 
 trx_id_t m_creator_trx_id; 
 
 /** 创建视图时的活跃事务id列表*/ 
 ids_t m_ids; 
 
 /** 配合purge（mysql中的一个线程，专门用来进行数据的刷新、undolog的清理），
//   标识该视图不需要小于m_low_limit_no的UNDO LOG， 
 * 如果其他视图也不需要，则可以删除小于m_low_limit_no的UNDO LOG*/ 
 trx_id_t m_low_limit_no; 
 
 /** 标记视图是否被关闭*/ 
 bool m_closed; 
 
 // 省略... 

};

最重要的属性：

1、m_ids; //一张列表，用来维护Read View生成时刻，系统正活跃的事务ID
2、up_limit_id; //记录m_ids列表中事务ID最小的ID(没有写错)
3、low_limit_id; //ReadView生成时刻系统尚未分配的下一个事务ID，也就是目前已出现过的事务ID的最大值+1(也没有写错)
4、creator_trx_id //创建该ReadView的事务ID

我们在实际读取数据版本链的时候，是能读取到每一个版本对应的事务ID的，即：当前记录的 DB_TRX_ID 。

那么，我们现在手里面有的东西就有，当前快照读的 ReadView 和版本链中的某一个记录的 DB_TRX_ID 。

所以现在的问题就是，当前快照读，应不应该读到当前版本记录。一张图，解决所有问题！

注意：事务的到来一定有先有后，但是不一定同时结束

对应源码策略：

如果查到不应该看到当前版本，接下来就是遍历下一个版本，直到符合条件，即可以看到。

上面的 read view不是事务创建出来就有的而是当你首次进行快照读的时候，mysql会形成

2.5 Read View整体流程

事务操作：

事务4：修改name(张三) 变成name(李四)

当事务2 对某行数据执行了快照读，数据库为该行数据生成一个 Read View 读视图

//事务2的 Read View

m_ids; // 1,3

up_limit_id; // 1

low_limit_id; // 4 + 1 = 5，原因：ReadView生成时刻，系统尚未分配的下一个事务ID

creator_trx_id // 2

此时版本链是：

只有事务4修改过该行记录，并在事务2执行快照读前，就提交了事务。

我们的事务2在快照读该行记录的时候，就会拿该行记录的 DB_TRX_ID 去跟 up_limit_id,low_limit_id和活跃事务ID列表(trx_list) 进行比较，判断当前事务2能看到该记录的版本。

//事务2的 Read View

m_ids; // 1,3

up_limit_id; // 1

low_limit_id; // 4 + 1 = 5，原因：ReadView生成时刻，系统尚未分配的下一个事务ID creator_trx_id // 2

//事务4提交的记录对应的事务ID

DB_TRX_ID=4

//比较步骤

DB_TRX_ID（4）< up_limit_id（1） ? 不小于，下一步

DB_TRX_ID（4）>= low_limit_id(5) ? 不大于，下一步

m_ids.contains(DB_TRX_ID) ? 不包含，说明，事务4不在当前的活跃事务中。

//结论：故，事务4的更改，应该看到。所以事务2能读到的最新数据记录是事务4所提交的版本，而事务4提交的版本也是全局角度上最新的版本

三、RR 与 RC的本质区别

3.1 当前读和快照读在RR级别下的区别

测试表：

--设置RR模式下测试 
mysql> set global transaction isolation level REPEATABLE READ; 
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) 
 
--重启终端 
 
mysql> select @@tx_isolation; 
+-----------------+ 
| @@tx_isolation | 
+-----------------+ 
| REPEATABLE-READ | 
+-----------------+ 
1 row in set, 1 warning (0.00 sec) 
 
--依旧用之前的表 
create table if not exists account( 
 id int primary key, 
 name varchar(50) not null default '', 
 blance decimal(10,2) not null default 0.0 
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=UTF8; 
--插入一条记录，用来测试 
mysql> insert into user (id, age, name) values (1, 15,'黄蓉'); 
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

测试用例1-表1：