MySQL-MVCC

一、阐述

mvcc（multi version concurrency control）多版本并发控制，其作用就是在让特定隔离级别的事务在并发时，保证在事务中能实现一致性读（无法保证写一致性），虽然锁可以控制并发操作，但是锁的系统开销比较大，而mvcc可以在大多数情况下替代行级锁，同时可以降低系统开销。

二、原理

对于Innodb存储引擎来说，每个聚簇索引记录中都包含两个隐藏列：

1）trx_id：每当一个事务对记录进行修改时，都会将该事务的id记录在这个列里。

2）roll_pointer：每当一个事务对记录进行修改时，都会把旧版本写入undo日志中，这个隐藏列的作用就是指向此记录修改前的信息。

示例1.jpg

每次修改记录，都会向undo日志增加一条记录，每条undo记录都都有一个roll_pointer属性（insert操作对应的undo日志没有该属性），用以将这些undo日志串成一个链表。如下：

两个事务都对id=1的记录进行修改。

示例2.jpg

这些undo日志将会串成一个链表，如下：

示例3.png

对此记录每次修改后，都会将旧值作为一条记录放入undo日志中，随着操作的累加，通过roll_pointer就会形成一个链表，即版本链，这个版本链的头结点就是此记录的最新值。

insert undo 在事务提交后就会删除，因为它初始化后本身就在版本链头结点，所以继续存储在undo日志中没有必要，但是update undo为了继续支持mvcc，所以继续存在于undo日志中。

为了支持MVCC，对于delete mark操作来说，仅仅是在记录上打一个删除标记，并没有真正将它删除掉。

在接下来的时间，MySQL系统会判断哪些undo日志不会再被访问了，后台运行的purge线程会把它们删除。

三、ReadView

作用：通过ReadView可以找到当前事务能访问的记录。

两种隔离级别不需要ReadView：

1）READ UNCOMMITTED读未提交，每次都获取最新的值就行了，不需要在版本链里查询符合自己条件的旧数据。

2）SERIALIZABLE 串行化，InnoDB存储引擎，为SERIALIZABLE隔离级别提供加锁的访问方式（读写锁），只有一个事务结束，另外一个事务才可以进行操作。

两种隔离级别需要ReadView：

READ COMMITTED和REPEATABLE READ，都必须保证读到已提交的事务修改的记录。

ReadView有四个属性：

1）m_ids

表示生成ReadView时，当前数据库系统中活跃的读写事务id列表。

2）min_trx_id

表示在生成ReadView时，当前数据库系统中活跃的读写事务中事务id最小的事务，对应m_ids中的最小值。

3）max_trx_id

表示生成ReadView时，数据库系统准备给下一个事务分配的id

4）creator_trx_id

表示生成ReadView的事务id

通过ReadView判断某个版本记录是否对当前事务可见

在讲如何判断之前，我们一定要知道事务id是什么时候分配的。

在《MySQL事务隔离级别》这篇文章里有提到过。不熟悉的请去翻一翻，否则，在下面讲解过程中容易翻车。

判断：

1）如果被访问记录的事务id（trx_id）与ReadView中的creator_trx_id相同，意味着当前的事务正在访问被它修改过的记录，所以该版本的记录可以被当前事务访问。

2）如果被访问记录的事务id（trx_id）小于ReadView中的min_trx_id，表明生成该记录的事务在生成ReadView时已经提交，所以该版本的记录可以被当前事务访问。

3）如果被访问记录的事务id（trx_id）大于或等于ReadView中的max_trx_id，表明生成该记录的事务在生成ReadView的事务之后，才开启（创建）的，所以该版本的记录不能被当前事务访问。

4）如果被访问记录的事务id（trx_id）在min_trx_id 和 max_trx_id之间，需要判断trx_id是否在m_ids列表中，如果在，说明生成ReadView时，trx_id对应的事务是活跃的，该版本的记录不可被当前事务访问，如果不存在，说明创建ReadView时，trx_id对应的事务已经提交，该版本的记录可以被当前事务访问。

如果某个版本的记录不可以被当前事务访问，MySQL会沿着undo版本链一直向下查找，直到最后一条数据，如果最后一条记录也不可以被当前事务访问，那就说明此记录对该事务完全不可见，查询结果就不会包含这条记录。

ReadView的生成时机

上面介绍了MySQL只有在READ COMMITTED和REPEATABLE READ两种隔离级别下，才会生成，但是这两种隔离级别生成ReadView的时机是不同的：

1）READ COMMITTED在每次查询时都会生成ReadView。

2）REPEATABLE READ在第一次查询时生成ReadView，之后在这个事务内的所有查询操作，不再生成ReadView。

四、讲解

1）READ COMMITTED 隔离级别

示例4.png

2）REPEATABLE READ 隔离级别

示例5.png