MVCC理论

1. 什么是MVCC

MVCC（Muti-Version Concurrency Control）是多版本并发控制的方法，一般在数据库关系系统中，实现对数据库并发访问。在MySQL中，MyISAM使用的是表级锁，而InnoDB使用的是行级锁，其中默认的隔离级别Repeat Read（可重复读）采用的是乐观锁，而乐观锁的实现采用的就是MVCC，其较低系统开销，才早就了InnoDB强大的事务处理能力。

MVCC主要解决读写互相不阻塞问题，每次更新都会产生一个新的版本，读的话可以读历史版本（某个时间点的快照），但MVCC不能解决幻读。

2. MVCC具体实现

InnoDB的MVCC是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现的，分别保存这条行的创建时间和行的删除时间。这里的时间并不是实际的时间值，而是系统版本号（事务的ID）。事务开始时刻的系统版本号会作为事务的ID，每次执行一个新事务，系统版本号就会自动递增。

// 假设版本号从1开始
create table yang( 
id int primary key auto_increment, 
name varchar(20));

2.1 插入操作（INSERT）

// 第一个事务ID为1
start transaction;
insert into yang values(NULL,'yang') ;
insert into yang values(NULL,'long');
insert into yang values(NULL,'fei');
commit;

对应在数据中的表如下（后面两列是隐藏列，我们通过查询语句并看不到）

id	name	创建时间（事务ID）	删除时间（事务ID）
1	yang	1	undefined
2	long	1	undefined
3	fei	1	undefined

2.2 查询操作（SELECT）

InnoDB会根据以下两个条件检查每行记录：

• 行的创建版本号小于<=事务的版本号。
• 行的删除版本号>事务的版本号。

2.3 删除操作（DELETE）

// 第二个事务ID为2
start transaction;
select * from yang;  // (1)
select * from yang;  // (2)
commit; 

• 假设1：在执行这个事务ID为2的过程中，刚执行到(1)时，另一个事务ID为3往这个表里插入了一条数据。

// 第三个事务ID为3
start transaction;
insert into yang values(NULL,'tian');
commit;

这时表中的数据如下：

id	name	创建时间（事务ID）	删除时间（事务ID）
1	yang	1	undefined
2	long	1	undefined
3	fei	1	undefined
4	tian	3	undefined

然后接着执行事务2中的（2），由于id=4的创建时间（事务ID）为3，执行当前事务的ID为2，而InnoDB只会查找事务ID<=当前事务ID的数据行，所以事务3中的（2）不能获取id=4的数据行，在事务3中的两条Select语句检索的数据如下表所示：

id	name	创建时间（事务ID）	删除时间（事务ID）
1	yang	1	undefined
2	long	1	undefined
3	fei	1	undefined

• 假设2：在执行这个事务ID为2的过程中，刚执行到(1)，假设事务执行完事务3后，接着又执行了事务4。

// 第四个事务ID为4
start transaction;  
delete from yang where id=1;
commit;  

此时数据库中的表如下：

id	name	创建时间（事务ID）	删除时间（事务ID）
1	yang	1	4
2	long	1	undefined
3	fei	1	undefined
4	tian	3	undefined

接着执行事务ID为2的事务（2），由于创建时间（事务ID）< 当前事务ID ，删除时间 > 当前事务ID，因此事务ID为2的事务（2）的检索的数据如下表所示：

id	name	创建时间（事务ID）	删除时间（事务ID）
1	yang	1	4
2	long	1	undefined
3	fei	1	undefined

2.4 更新操作（UPDATE）

InnoDB执行Update，实际上是新插入了一行记录，并保存其创建时间为当前事务的ID，同时保存当前事务ID到要Update的行的删除时间。

• 假设3：在执行完事务2的（1）后又执行，其它用户执行了事务3、4。这时，又有一个用户对这张表执行了Update操作。

// 第5个事务ID为5
start transaction;
update yang set name='Long' where id=2;
commit;

根据Update的更新原则，首先插入一条数据，并将原数据行的删除时间（事务ID）更新为本次事务ID，如下表所示：

id	name	创建时间（事务ID）	删除时间（事务ID）
1	yang	1	4
2	long	1	5
3	fei	1	undefined
4	tian	3	undefined
4	tian	3	undefined

继续执行事务2的（2），检索的数据如下表所示：

id	name	创建时间（事务ID）	删除时间（事务ID）
1	yang	1	4
2	long	1	5
3	fei	1	undefined

结果和事务2中（1）相同。