大家好，我是melo，一名大三后臺練習生，死去的MVCC突然開始拷打我??????！

??引言

MVCC，非常順口的一個詞，翻譯起來卻不是特別順口：多版本并發控制，

其中多版本是指什么呢？一條記錄的多個版本，
并發控制？如何實作呢？我們上篇剛講到了鎖機制，而MVCC則是用更好的方式來提高并發性能，避免加鎖！具體如何實作，底層原理是什么，這篇將帶你攻破ta，

??本篇速覽腦圖

通過「版本鏈」來控制并發事務訪問同一個記錄時的行為就叫 MVCC（多版本并發控制），

看完后文，再回過頭來看這張圖，就會理解了

當前讀，快照讀

首先我們需要一些前置知識，區分開當前讀和快照讀，

加鎖的讀，則是當前讀，另外update，insert，delete也都是當前讀
快照讀，我們平時簡單的select陳述句其實就是【不加鎖】

注意串行化隔離級別下，快照讀會退化為當前讀，

那這倆跟MVCC有什么關系呢？

快照讀，相當于你可以讀到的是一個歷史版本，維護這些歷史版本就需要MVCC出馬了【其中的undolog版本鏈】

MVCC用處

解決 讀—寫 沖突的無鎖并發控制，每次對A記錄的寫操作，都會給A保存一個快照版本，至于讀操作的時候，讀的是哪個快照版本，這就得看MVCC的實作原理了【下文的readview訪問規則】

??MVCC實作原理

??記錄中的隱藏欄位

InnoDB 里面每個事務有一個唯一的事務 ID，叫作 transaction id，它是在事務開始的時候向 InnoDB 的事務系統申請的，是按申請順序嚴格遞增的，

而每行資料也都是有多個版本的，每次事務更新資料的時候，都會生成一個新的資料版本，并且把 transaction id 賦值給這個資料版本的事務 ID，記為 row trx_id【也就是下圖的DB_TRX_ID】，同時，舊的資料版本要保留，并且在新的資料版本中，能夠有資訊可以直接拿到它，

DB_TRX_ID（6位元組）：表示最后一次插入或更新該行的事務 id，此外，delete 操作在內部被視為更新，只不過會在記錄頭 Record header 中的 deleted_flag 欄位將其標記為已洗掉
DB_ROLL_PTR（7位元組）回滾指標，指向該行的 undo log ，如果該行未被更新，則為空
DB_ROW_ID（6位元組）：如果沒有設定主鍵且該表沒有唯一非空索引時，InnoDB 會使用該 id 來生成聚簇索引

??readview

四個核心欄位

計算m_ids的時候，可能會有新的事務產生，為了防止這種情況出現，MySQL保證計算m_ids【也就是生成視圖陣列的時候】會在事務系統的鎖保護下進行，是原子操作，期間不會創建新的事務，

????訪問規則

如果記錄的 trx_id 值小于 Read View 中的 min_trx_id 值，表示這個版本的記錄是在創建 Read View 前已經提交的事務生成的，所以該版本的記錄對當前事務可見，
如果記錄的 trx_id 值大于等于 Read View 中的 max_trx_id 值，表示這個版本的記錄是在創建 Read View 后才啟動的事務生成的，所以該版本的記錄對當前事務不可見，
如果記錄的 trx_id 值在 Read View 的 min_trx_id 和 max_trx_id 之間，表明這個版本的記錄在創建 Read View 的時候 可能處于“活動狀態”或者“已提交狀態”；需要判斷 trx_id 是否在 m_ids 串列【活躍狀態】中：--【因為是有序的，故采用二分查找】
- 如果記錄的 trx_id 在 m_ids 串列中，表示生成該版本記錄的活躍事務依然活躍著（還沒提交事務），所以該版本的記錄對當前事務不可見，
- 如果記錄的 trx_id 不在 m_ids串列中，表示生成該版本記錄的活躍事務已經被提交，所以該版本的記錄對當前事務可見，

????總結

版本未提交，不可見；
版本已提交，但是是在視圖創建后提交的，不可見；
版本已提交，而且是在視圖創建前提交的，可見，

????update特例

在這個例子中，如果還按上邊的訪問規則來看的話，應該是讀取不到102這個版本來著，但實際情況是如何呢？

如果讀取不到的話：那事務B還是在原來的k基礎上去+1，那么事務C的更新相當于是丟失了！

這里就涉及到了我們開篇講到的當前讀，更新資料都是先讀后寫的，這個讀，就是“當前讀”，

而且當前讀需要對資料行加鎖，此處由于事務C已經提交了，釋放了鎖【兩階段協議】，因此事務B可以直接查到，若事務C還未提交的話，還需要阻塞等待，

???♂????♂?45講疑問

可能看了45講的小伙伴會有疑問，45講里邊這個圖

這樣，對于當前事務的啟動瞬間來說，一個資料版本的 row trx_id，有以下幾種可能：

如果落在綠色部分，表示這個版本是已提交的事務或者是當前事務自己生成的，這個資料是可見的；
如果落在紅色部分，表示這個版本是由將來啟動的事務生成的，是肯定不可見的；
如果落在黃色部分，那就包括兩種情況
a. 若 row trx_id 在陣列中，表示這個版本是由還沒提交的事務生成的，不可見；
b. 若 row trx_id 不在陣列中，表示這個版本是已經提交了的事務生成的，可見，

這個圖很容易迷惑到我們，讓我們誤以為黃色部分跟未提交事務集合是等同的，那怎么落在黃色部分里邊，還能再細分成兩種情況呢？

melo畫了個花里胡哨的圖，來看看計算的程序【如有錯誤之處還請指正】

1-10就是45講里邊的綠色部分，11-15是黃色部分，15之后是紅色部分
1. 如此可以看到，黃色部分里邊，還是有一些不在m_ids里邊的吧，不要被表面的影像迷惑了
2. 并不是說只有11之前的，才是已提交事務，11-15里邊也是可能會有已提交事務的

生成時機

注意，并不是開啟事務就生成了，得執行快照讀了才會

RC: 在事務中每一次執行快照讀都會生成
RR：僅在事務中第一次執行快照時生成，后續都是復用這個readview
但是如果事務中進行了當前讀的操作，比如事務中進行了update操作，后續再查詢就會重新生成ReadView

其實就是上邊的update特例

??undo log

當讀取記錄時，若該記錄被其他事務占用或當前版本對該事務不可見，則可以通過 undo log 讀取之前的版本資料，以此實作快照讀

型別

在 InnoDB 存盤引擎中 undo log 分為兩種： insert undo log 和 update undo log：

insert undo log ：指在 insert 操作中產生的 undo log，因為 insert 操作的記錄只對事務本身可見【只在事務回滾時需要】，對其他事務不可見，故該 undo log 可以在事務提交后直接洗掉，不需要進行 purge 操作
update undo log ：update 或 delete 操作中產生的 undo log，該 undo log可能需要提供 MVCC 機制，因此不能在事務提交時就進行洗掉，提交時放入 undo log 鏈表【下文的版本鏈】，等待 purge執行緒進行最后的洗掉

??版本鏈

類似一個鏈表，通過回滾指標，串聯起來

鏈表頭部是最新的資料，尾部是最舊的記錄

??栗子

????RC的例子

快照讀

先看事務5里邊，兩次快照讀生成的readview是怎樣的？

第一次執行，此時活躍的事務id有【3，4，5】（2已經提交了）
最小即是3，最大【注意是預分配最大】是6
創建該事務的id自然是5

第二次快照讀也是同樣的分析方式

??判斷能查到哪個事務記錄

我們想知道第一次快照讀，讀取到的是哪個事務對應的記錄【左下角中四個記錄】

比如拿 0x0003這條記錄來分析，trx_id是3，去跟第一個readview比對

判斷是否是當前事務創建的記錄，3!=5，說明不是
判斷是否已經提交了【小于min_trx_id】，3不小于3，則還未提交
判斷是否是創建readview之后才創建的事務記錄【大于max_trx_id】，3不大于，則不是
判斷資料是否已經提交【不在m_ids】里邊，3在說明還未提交

因此，第一次快照讀，是沒法讀取到 0x0003這條記錄的

RR的例子

具體如何分析，跟上邊RC是一樣的，這里就不再贅述

只需要注意：如果期間出現了當前讀，則會重新生成readview

總結

MVCC就是為快照讀而生的，維護不同的快照版本，使得不同事務的讀-寫操作不會沖突，實作多版本并發控制，借助MVCC，資料庫可以實作READ COMMITTED，REPEATABLE READ等隔離級別

??下篇預告

這篇我們主要講的是MVCC多版本并發控制，結合了事務的隔離級別，而關于事務背后的原理，相關的日志,這些我們留到后邊再來詳解，

??參考文獻

MySQL45講
黑馬MySQL視頻

收藏=白嫖，點贊+關注才是真愛！！！本篇文章如有不對之處，還請在評論區指出，歡迎添加我的微信一起交流：Melo__Jun

??友鏈

MySQL高級篇專欄
??我的一年后臺練習生涯
聊聊Java
分布式開發實戰
Redis入門與實戰
資料結構與演算法

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/shujuku/525063.html

標籤：MySQL

上一篇：官宣 | 袋鼠云獲過億元C+輪融資，深耕國產自研數字化技術與服務

下一篇：配置MySQL5.7主從復制

「MySQL高級篇」MySQL之MVCC實作原理&&事務隔離級別的實作