MySQL的 MVCC详解

MVCC是多版本并发控制，允许多个事务同时读取和写入数据库，而无需互相等待，从而提高数据库的并发性能。

在 MVCC 中，数据库为每个事务创建一个数据快照。每当数据被修改时，MySQL不会立即覆盖原有数据，而是生成新版本的记录。每个记录都保留了对应的版本号或时间戳。

依赖实现：隐藏字段（rowId+trxId）+undolog+readview

MVCC本质是采用乐观锁思想，非阻塞并发读，而这个读指的就是快照读 , 而非当前读

当前读就是加锁操作，是悲观锁的实现。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

SELECT ... FOR UPDATE           #为查询到的每一条记录添加排他锁  
SELECT ... LOCK IN SHARE MODE   #为查询到的每一条记录添加共享锁

快照读又叫一致性读，读的是快照数据，可能不是最新数据，而是历史数据，不加锁的简单select都属于快照读

ReadView

隐藏字段和 undo 版本链决定是时返回的数据，具体返回哪个数据版本，由这个ReadView控制，即进行快照读操作时产生的读视图

设计思路

这个ReadView其实就是维护了一个集合，主要包含4个部分，分别如下：

creator_trx_id，创建这个 Read View 的事务 ID
trx_ids: 表示在生成 ReadView 时当前系统中活跃的读写事务的事务id列表
up_limit_id：活跃事务中最小的事务 ID
low_limit_id：生成 ReadView 时，应该分配给下一个事务的 ID 值。(最大事务 ID +1)

规则

有了ReadView，那么在访问某条记录时，只需要按照下边的步骤查看记录的对应快照版本

整体操作流程

比如查询一条记录的时候，系统如何通过MVCC找到它：

首先获取事务自己的版本号trxId，也就是事务 ID；
获取当前的系统的 ReadView ，然后与 ReadView 中的事务版本号进行比较；
如果不符合 ReadView 规则，就从 Undo Log版本链中依次往下获取该记录的历史快照事务ID进行按照上面规则比较；
最后返回符合规则的数据。若最后一个版本都不可见，说明该条记录对于目前该事务完全不可见（没提交），也就查不到该条记录

读已提交和可重复读

在隔离级别为读已提交时，一个事务中的每一次SELECT查询都会重新获取一次Read View。

这时如果 Read View 不同，就可能产生不可重复读或者幻读的情况

当隔离级别为可重复读的时候，解决了不可重复读，并通过间隙锁+MVCC 解决了大部分的幻读问题

大部分幻读解决：

因为可重复读复用，第一次readView，所以事务的查询快照结果是一样，不会平白无故多出数据来，通过readView解决了快照读的幻读
间隙锁的话解决了当前读的幻读问题，防止其他事务在这个间隙间插入新的记录。

例外情况：

比如，如果两个事务，事务1先进行快照读，然后事务2插入了一条记录并提交，在事务1中进行了当前读之后，再进行快照读也会发生幻读。

因为此时一个事务只在第一次 SELECT 的时候会获取一次 Read View，而后面所有的查询都会复用这个 Read View

举例说明

读已提交

每次读取数据前都生成一个ReadView

-- 现在有两个 事务id 分别为 10 、 20 的事务在执行

# Transaction 10
BEGIN;
UPDATE student SET name="李四" WHERE id=1;
UPDATE student SET name="王五" WHERE id=1;

# Transaction 20
BEGIN;
# 更新了一些别的表的记录
...

此刻，表student 中 id 为 1 的记录得到的版本链表如下所示：

假设现在有一个使用 READ COMMITTED 隔离级别的事务30开始执行：

# 使用READ COMMITTED隔离级别的事务
BEGIN;
# SELECT1：Transaction 10、20未提交
SELECT * FROM student WHERE id = 1; # 得到的列name的值为'张三'，因为王五李四事务是活跃的，所以查undolog 读取历史快照张三

之后，我们把 事务id 为 10 的事务提交一下：

# Transaction 10
COMMIT;

然后再到 事务id 为 20 的事务中更新一下表 student 中 id 为 1 的记录：

# Transaction 20
...
UPDATE student SET name="钱七" WHERE id=1;
UPDATE student SET name="宋八" WHERE id=1;

此刻，表student中 id 为 1的记录的版本链就长这样：

然后再到事务30中继续查找这个 id 为 1 的记录

# SELECT2：Transaction 10提交，Transaction 20未提交
SELECT * FROM student WHERE id = 1;   # 得到的列name的值为'王五'

所以看到，两次读取的记录并不一样，所以不可重复嘛

可重复读

只会在第一次执行查询语句时生成一个 ReadView ，之后的查询就不会重复生成了

得到的列name的值仍为'张三'，因为复用第一次的readview，所以上图还是认为王五没有提交