innodb如何实现mvcc的

InnoDB 实现 MVCC（多版本并发控制）的机制主要依赖于 Undo Log（回滚日志）、Read View（读视图） 和 隐藏的事务字段。以下是具体实现步骤和原理：

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1. 核心数据结构

InnoDB 的每一行数据（聚簇索引记录）包含两个隐藏字段：

• DB_TRX_ID：最近修改该行的事务 ID。
• DB_ROLL_PTR：指向该行旧版本数据的回滚指针（即 Undo Log 的地址）。

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2. Undo Log 与版本链

• Undo Log 的作用：
  每次对数据进行修改（INSERT/UPDATE/DELETE），InnoDB 会生成 Undo Log，记录修改前的数据镜像。
• 版本链的构建：
  通过 DB_ROLL_PTR 字段，将同一行数据的多个版本按修改顺序链接成链表。
  示例：

  当前行 → [版本3: trx_id=300, roll_ptr → 版本2]  
              ↑  
  版本2 → [trx_id=200, roll_ptr → 版本1]  
              ↑  
  版本1 → [trx_id=100, roll_ptr → NULL]
  

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3. Read View 的生成

当事务执行 一致性读（如 SELECT）时，InnoDB 为其生成一个 Read View，包含以下信息：

• m_ids：当前活跃（未提交）的事务 ID 列表。
• min_trx_id：m_ids 中的最小事务 ID。
• max_trx_id：下一个即将分配的事务 ID（即当前最大事务 ID +1）。
• creator_trx_id：创建该 Read View 的事务 ID（仅当该事务自身有修改时存在）。

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4. 数据可见性判断规则

对于某一数据行的版本，判断其对当前事务是否可见的规则如下：

1. 版本的事务 ID < min_trx_id：
   该版本已提交，可见。
2. 版本的事务 ID ≥ max_trx_id：
   该版本由未来事务生成，不可见。
3. min_trx_id ≤ 版本的事务 ID < max_trx_id：
   • 若版本的事务 ID 不在 m_ids 中，说明该事务已提交，可见。
   • 若版本的事务 ID 在 m_ids 中，说明该事务未提交，不可见。
4. 版本的事务 ID = creator_trx_id：
   该版本由当前事务自身修改，可见。

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5. MVCC 的查询流程

1. 定位最新数据行：通过聚簇索引找到当前行的最新版本。
2. 遍历版本链：从最新版本开始，根据 DB_ROLL_PTR 回溯旧版本。
3. 可见性检查：对每个版本应用 Read View 规则，找到第一个可见的版本。

示例：
假设事务 A（trx_id=200）的 Read View 中：

• m_ids = [100, 300]
• min_trx_id=100, max_trx_id=400

遍历某行的版本链：

• 版本3（trx_id=300）：在 m_ids 中 → 不可见。
• 版本2（trx_id=200）：等于 creator_trx_id → 可见（若事务 A 修改了该行）。
• 版本1（trx_id=100）：在 m_ids 中 → 不可见。
• 版本0（trx_id=50）：小于 min_trx_id → 可见。

最终事务 A 读取到版本0。

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6. 不同隔离级别的实现差异

• 读已提交（Read Committed）：
  每次执行 SELECT 时生成新的 Read View，看到已提交的最新数据。
• 可重复读（Repeatable Read）：
  事务内第一次 SELECT 时生成 Read View，后续复用该视图，保证多次读取一致性。

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7. Undo Log 的清理

• Insert Undo Log：事务提交后立即删除（不参与 MVCC）。
• Update/Delete Undo Log：需保留至所有可能访问旧版本的事务结束（通过 purge 线程异步清理）。

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8. MVCC 与锁的协同

• 写操作（UPDATE/DELETE）：
  即使使用 MVCC，写操作仍需加锁（如行锁）避免脏写。
• 读操作（SELECT）：
  默认无锁，通过 MVCC 读取快照版本。若需锁定读，可加锁（如 SELECT ... FOR UPDATE）。

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总结

InnoDB 通过以下机制实现 MVCC：

1. 版本链：通过 DB_ROLL_PTR 链接数据的历史版本。
2. Read View：判断事务可见性的依据。
3. Undo Log：存储历史版本数据，支持版本链回溯。
4. 隔离级别适配：通过动态生成或复用 Read View 实现不同隔离级别。

# MVCC 执行示例
事务A（trx_id=200）读取某行数据：
1. 找到最新版本（trx_id=300）。
2. 检查 Read View：m_ids=[100, 300], min=100, max=400。
3. trx_id=300 在 m_ids 中 → 不可见。
4. 回溯到版本2（trx_id=200），等于 creator_trx_id → 可见。