MVCC

MVCC（Multi-Version Concurrency Control），即多版本并發(fā)控制。是 innodb 實現(xiàn)事務(wù)并發(fā)與回滾的重要功能。鎖機制可以控制并發(fā)操作,但是其系統(tǒng)開銷較大,而MVCC可以在大多數(shù)情況下代替行級鎖,使用MVCC,能降低其系統(tǒng)開銷.

具體實現(xiàn)是在數(shù)據(jù)庫的每一行中，額外添加三個字段：

1. DB_TRX_ID : 記錄插入或更新該行的最后一個事務(wù)的事務(wù)ID
2. DB_ROLL_PTR : 指向改行對應(yīng)undolog 的指針
3. DB_ROW_ID : 單調(diào)遞增的ID，他就是AUTO_INCREMENT的主鍵ID

快照讀

像不加鎖的select操作就是快照讀，快照讀的出現(xiàn)是基于提高并發(fā)性能的考慮，快照讀的實現(xiàn)是基于多版本并發(fā)控制，即MVCC?？梢哉J為 MVCC 是行鎖的一個變種，在很多情況下，避免了加鎖操作，降低了開銷；既然是基于多版本，即快照讀可能讀到的并不一定是數(shù)據(jù)的最新版本，而有可能是之前的歷史版本

當(dāng)前讀

讀取的是當(dāng)前的數(shù)據(jù)，不需要通過undo log回溯到事務(wù)開啟前的狀態(tài)。讀取的是記錄的最新版本，讀取時還要保證其他并發(fā)事務(wù)不能修改當(dāng)前記錄，會對讀取的記錄進行加鎖。

數(shù)據(jù)庫并發(fā)場景有三種，分別為：

• 讀-讀：不存在任何問題，也不需要并發(fā)控制
• 讀-寫：有線程安全問題，可能會造成事務(wù)隔離性問題，可能遇到臟讀，幻讀，不可重復(fù)讀
• 寫-寫：有線程安全問題，可能會存在更新丟失問題，比如第一類更新丟失，第二類更新丟失

說白了 MVCC 就是為了實現(xiàn)讀-寫沖突不加鎖，而這個讀指的就是快照讀, 而非當(dāng)前讀，當(dāng)前讀實際上是一種加鎖的操作，是悲觀鎖的實現(xiàn)

MVCC的出現(xiàn)就是大佬們不滿意用悲觀鎖去解決讀-寫沖突問題，所以有兩個方案：

• MVCC + 悲觀鎖
  MVCC解決讀寫沖突，悲觀鎖解決寫寫沖突
• MVCC + 樂觀鎖
  MVCC 解決讀寫沖突，樂觀鎖解決寫寫沖突

MVCC實現(xiàn)原理

三個隱藏字段

• DB_TRX_ID
  6 字節(jié)，最近修改(修改/插入)事務(wù) ID：記錄創(chuàng)建這條記錄/最后一次修改該記錄的事務(wù) ID
• DB_ROLL_PTR
  7 字節(jié)，回滾指針，指向這條記錄的上一個版本（存儲于 rollback segment 里）
• DB_ROW_ID
  6 字節(jié)，隱含的自增 ID（隱藏主鍵），如果數(shù)據(jù)表沒有主鍵，InnoDB 會自動以DB_ROW_ID產(chǎn)生一個聚簇索引

版本鏈 / undo log

因為undo log會記錄事務(wù)前老版本數(shù)據(jù)，然后行記錄中回滾指針會指向老版本位置，如此形成一條版本鏈。Read View 會一直遍歷鏈表的DB_TRX_ID，直到找到滿足特定條件的 DB_TRX_ID。那么這個DB_TRX_ID所在的舊記錄就是當(dāng)前事務(wù)能看見的最新”老版本“

Read View

是事務(wù)開啟時，當(dāng)前所有活躍事務(wù)（還未提交的事務(wù)）的一個集合?；蛘哒fRead View 就是事務(wù)進行快照讀操作的時候生產(chǎn)的讀視圖 (Read View)，在該事務(wù)執(zhí)行的快照讀的那一刻，會生成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)當(dāng)前的一個快照，記錄并維護系統(tǒng)當(dāng)前活躍事務(wù)的 ID

三個Read View重要結(jié)構(gòu)：

• trx_list（名稱我隨意取的）
  一個數(shù)值列表
  用于維護 Read View 生成時刻系統(tǒng) 正活躍的事務(wù) ID 列表
• up_limit_id
  是 trx_list 列表中事務(wù) ID 最小的 ID
• low_limit_id

ReadView 生成時刻系統(tǒng)尚未分配的下一個事務(wù) ID ，也就是 目前已出現(xiàn)過的事務(wù) ID 的最大值 + 1

為什么是 low_limit ? 因為它也是系統(tǒng)此刻可分配的事務(wù) ID 的最小值

MVCC實現(xiàn)的整體流程：

總結(jié)

• 應(yīng)對高并發(fā)事務(wù), MVCC比單純的加鎖更高效
• MVCC只在 讀已提交 和 可重復(fù)讀 兩個隔離級別下工作
• 讀已提交隔離級別下，會在每次快照讀（查詢）都生成一個Read View，可重復(fù)讀只在事務(wù)開始時生成一個Read View，以后每次查詢都用這個Read View，以此實現(xiàn)不同隔離級別。

參考：

【MySQL筆記】正確的理解MySQL的MVCC及實現(xiàn)原理_（推薦）

MySQL · 引擎特性 · InnoDB 事務(wù)系統(tǒng) (taobao.org)

mvcc詳解 - 簡書 (jianshu.com)

到此這篇關(guān)于MySQL多版本并發(fā)控制MVCC深入學(xué)習(xí)的文章就介紹到這了。希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。