Mysql DBA学习笔记（MVCC）

主题：InnoDB引擎-MVCC

MVCC：多版本并发控制

一、MVCC相关概念：

1、当前读（current read）

特点：读取记录的最新版本，并对读取记录加锁（保证其他并发事务不能修改当前正在读取的记录），可能会被其他事务阻塞

例子：select ... lock in share mode（共享锁），select ... for update

2、快照读（snapshot read）

特点：读取数据的可见版本（可能是历史版本数据），不加锁，不会被其他事务阻塞

例子：简单select语句

三种隔离级别：

1）Read Committed（读已提交）：避免脏读，但可能导致不可重复读

        -每次select，都生成一个快照读

2）Repeatable Read（可重复读）：避免脏读和不可重复读，但可能导致幻读

        -开启事务后，第一个select语句是快照读（默认隔离级别）

3）Serializable（串行化）：避免发生以上问题

        -快照读=当前读

--所有隔离级别，每个事务在开始时都会创建一个快照。

二、MVCC概念

多版本并发控制（Multi-Version Concurrency Control，简称 MVCC）
是一种数据库并发控制方法，通过维护数据的多个版本来实现读写操作的并行执行。
MVCC 的主要目的是实现高并发下的数据一致性与隔离性。
它通过为每个事务提供数据的一个“快照”（快照读），确保事务在其执行期间看到的数据是一致的，从而避免了幻读、不可重复读等现象。
此外，MVCC 还减少了锁的使用，降低了锁竞争，提高了系统的吞吐量。

三、MVCC的具体实现原理

数据库记录中的三个隐式字段，undo log日志，readview

1、记录中的三个隐藏字段

在创建表时会自动创建两个隐式字段：DB_TRX_ID和DB_ROLL_PTR，若创建的表没有主键，则会再创建一列DB_ROW_ID作为隐式主键。

• DB_TRX_ID（transcation id）：记录最后一次插入/修改该行记录的事务 ID。
• DB_ROLL_PTR（回滚指针）：指向 Undo Log 的指针（指向这条记录的上一个版本），用于访问该行的历史版本。

2、Undo Log日志（回滚日志）

每当一行数据被修改（INSERT、UPDATE、DELETE）时，InnoDB 会将旧版本的数据存储在 Undo Log 中。

Undo Log 包含以下信息：

• 事务 ID（trx ID）：标识修改该行的事务。

• 行的旧版本数据：在修改前的行数据。

3、Undo Log 版本链

链表头部为最新记录，尾部为最早的记录。

4、Read View（读视图）

创建 Read View 时，事务会记录活跃（未提交的）事务列表和当前事务 ID。（未提交的事务都算做活跃事务）

creator_trx_id：RC隔离级别下，执行快照读时会生成一个readview，这个readview对应的creator_trx_id就为当前创建快照读的事务id。

版本链数据访问规则：

trx_id：当前Undo Log记录对应当前事务ID

获取历史版本数据时，判断获取的是哪个版本，就是拿trx_id和上面4个readview核心字段做比较。

另一种对Undo Log的描述版本：

不同隔离级别，生成readview时机不同：

• Read Committed（读已提交）：事务中每一次生成快照读时，生成readview。
• Repeatable Read（可重复读）：事务中第一次执行快照读时生成readview，后续复用这一readview。

基本上主要比较的就是版本链数据访问规则中的min_trx_id（最小活跃事务id）来确认快照读生成的是哪一个版本的数据。

四、参考文章/作者

黑马程序员 Mysql数据库从入门到精通。

文章 “MySQL的MVCC是什么？为什么需要MVCC？”，来自华为云，https://bbs.huaweicloud.com/blogs/455611