MVCC到底是什么？这一篇博客就够啦

MVCC简单理解

MVCC，全称Multi-Version Concurrency Control，即多版本并发控制。MVCC是一种并发控制的方法，一般在数据库管理系统中，实现对数据库的并发访问，在编程语言中实现事务内存。
这是百度百科给的标准的回答

转化成自己的语言：

多版本的意思就是数据库中同时存在多个版本的数据，并不是整个数据库的多个版本，而是某一条记录的多个版本同时存在，在某个事务对其进行操作的时候，需要查看这一条记录的隐藏列事务版本id，比对事务id并根据事物隔离级别去判断读取哪个版本的数据。
这几个名词要记住，能通过博客把他们都搞懂就okok啦

• 事务隔离级别
• 一条完整的数据记录
• undo日志
• ReadView

MVCC的好处\作用

1. MVCC在MySQL InnoDB中的实现主要是为了提高数据库并发性能，用更好的方式去处理读-写冲突，做到即使有读写冲突时，也能做到不加锁，非阻塞并发读
2. 我们都知道并发访问数据库造成的四种问题（脏写（修改丢失）、脏读、不可重复读、幻读），MVCC就是在尽量减少锁使用的情况下高效避免这些问题

数据库的四种隔离级别

为什么没有脏写？
四种问题按照严重性排序：脏写 > 脏读 > 不可重复读 > 幻读
脏写这个问题太严重了，不论是哪种隔离级别，都不允许脏写的情况发生。

好！那下面就开始进入正题……

MVCC的实现原理

一、依赖于隐藏的两个列
我在之前的博客中提到过在InnoDB下的Compact行结构，有三个隐藏的列

二、版本链

假设初始添加一个数据。如图：

有两个事务同时进行更新信息，事务执行流程：

为什么两个事务执行的顺序有偏差？
很简单，如果能够同时交叉修改同一个数据，那不就是“修改丢失（脏写）”并发问题了吗，mysql在执行操作的时候，会对其加锁，另外一个事务就要暂时挂起

那更新了这么多次的数据，他就还是一条数据吗，不，他会在roll_pointer处记录就近一次的更次记录，然后以此指向前面的更新数据：

对该记录每次更新后，都会将旧值放到一条undo日志中，就算是该记录的一个旧版本，随着更新次数的增多，所有的版本都会被roll_pointer属性连接成一个链表，我们把这个链表称之为版本链，版本链的头节点就是当前记录最新的值。另外，每个版本中还包含生成该版本时对应的事务id

三、ReadView

什么是Read View？
说白了Read View就是事务进行快照读操作的时候生产的读视图(Read View)，在该事务执行的快照读的那一刻，会生成数据库系统当前的一个快照，记录并维护系统当前活跃事务的ID(当每个事务开启时，都会被分配一个ID, 这个ID是递增的，所以最新的事务，ID值越大)

作用：
可以判断一下版本链中的哪个版本是当前事务可见的。那他是如何判断的呢？下面详细介绍。

其最重要的四个部分：

1、m_ids：表示在生成ReadView时当前系统中活跃的读写事务的事务id列表。
2、min_trx_id：表示在生成ReadView时当前系统中活跃的读写事务中最小的事务id，也就是m_ids中的最小值。
3、max_trx_id：表示生成ReadView时系统中应该分配给下一个事务的id值。
4、creator_trx_id：表示生成该ReadView的事务的事务id。

用ReadView判断哪个版本的数据可读的过程：

• 如果被访问版本的trx_id属性值与ReadView中的creator_trx_id值相同，意味着当前事务在访问它自己修改过的记录，所以该版本可以被当前事务访问。
• 如果被访问版本的trx_id属性值小于ReadView中的min_trx_id值，表明生成该版本的事务在当前事务生成ReadView前已经提交，所以该版本可以被当前事务访问。
• 如果被访问版本的trx_id属性值大于或等于ReadView中的max_trx_id值，表明生成该版本的事务在当前事务生成ReadView后才开启，所以该版本不可以被当前事务访问。
• 如果被访问版本的trx_id属性值在ReadView的min_trx_id和max_trx_id之间，那就需要判断一下trx_id属性值是不是在m_ids列表中，如果在，说明创建ReadView时生成该版本的事务还是活跃的，该版本不可以被访问；如果不在，说明创建ReadView时生成该版本的事务已经被提交，该版本可以被访问。

但是对于READ COMMITTED（读取已提交） 和REPEATABLE READ（可重复读）两种隔离界别来说产生ReadViem是不同的，下面我们来就这两个隔离级别说一下，如何判断是否可读某个历史版本记录

READ COMMITTED（读取已提交）— 每次读取数据前都生成一个ReadView

下面过程一定认真看（我第一遍粗略看没有挨着读，结果什么也不明白，后来认真读了一遍，尽可能明白每一个步骤所描述的，看下来之后就会有恍然大明白的感觉！！！）

1、比方说现在系统里有两个事务id分别为100、200的事务在执行：

Transaction 100
BEGIN;

UPDATE hero SET name = ‘关羽’ WHERE number = 1;

UPDATE hero SET name = ‘张飞’ WHERE number = 1;

Transaction 200
BEGIN;

更新了一些别的表的记录 …

注意此时两个事务都没有进行提交
2、此刻，表hero中number为1的记录得到的版本链表如下所示：

3、假设现在有一个使用READ COMMITTED隔离级别的事务开始执行：

BEGIN;

SELECT1：Transaction 100、200未提交
SELECT * FROM hero WHERE number = 1;
得到的列name的值为’刘备’

那这个select的语句能都读取到的数据就是我们最关心的啦！
过程：

• 在执行SELECT语句时会先生成一个ReadView，ReadView的m_ids列表的内容就是[100,
  200]，min_trx_id为100，max_trx_id为201，creator_trx_id为0。

• 然后从版本链中挑选可见的记录，从图中可以看出，最新版本的列name的内容是’张飞’，该版本的trx_id值为100，在m_ids列表内，所以不符合可见性要求，根据roll_pointer跳到下一个版本。

• 下一个版本的列name的内容是’关羽’，该版本的trx_id值也为100，也在m_ids列表内，所以也不符合要求，继续跳到下一个版本。

• 下一个版本的列name的内容是’刘备’，该版本的trx_id值为80，小于ReadView中的min_trx_id值100，所以这个版本是符合要求的，最后返回给用户的版本就是这条列name为’刘备’的记录。

4、之后，我们把事务id为100的事务提交一下
5、然后再到事务id为200的事务中更新一下表hero中number为1的记录（只有事务一执行完之后事务2才能执行，这个原因上面已经说过啦）

Transaction 200
BEGIN;

更新了一些别的表的记录 …

UPDATE hero SET name = ‘赵云’ WHERE number = 1;

UPDATE hero SET name = ‘诸葛亮’ WHERE number = 1;

此刻版本链是这样的：

6、然后再到刚才使用READ COMMITTED隔离级别的事务中继续查找这个number为1的记录（我们知道上面读取了一次，本次和上次的属于同一个事务不同次操作），如下

BEGIN;

SELECT1：Transaction 100、200均未提交
SELECT * FROM hero WHERE number = 1;
得到的列name的值为’刘备’

SELECT2：Transaction 100提交，Transaction 200未提交
SELECT * FROM hero WHERE
number = 1; # 得到的列name的值为’张飞’

7、这个SELECT2的执行过程如下：

• 在执行SELECT语句时会又会单独生成一个ReadView，该ReadView的m_ids列表的内容就是[200]（事务id为100的那个事务已经提交了，所以再次生成快照时就没有它了），min_trx_id为200，max_trx_id为201，creator_trx_id为0。
• 然后从版本链中挑选可见的记录，从图中可以看出，最新版本的列name的内容是’诸葛亮’，该版本的trx_id值为200，在m_ids列表内，所以不符合可见性要求，根据roll_pointer跳到下一个版本。
• 下一个版本的列name的内容是’赵云’，该版本的trx_id值为200，也在m_ids列表内，所以也不符合要求，继续跳到下一个版本。
• 下一个版本的列name的内容是’张飞’，该版本的trx_id值为100，小于ReadView中的min_trx_id值200，所以这个版本是符合要求的，最后返回给用户的版本就是这条列name为’张飞’的记录。

你认真看完了吗？如果明白了过程，你就记住这句话就行，以后遇到类似的场景就没有问题：
使用READ COMMITTED隔离级别的事务在每次查询开始时都会生成一个独立的ReadView。

REPEATABLE READ —— 在第一次读取数据时生成一个ReadView

我们还用上面的一样的场景看一下，进行对比，区别就显而易见啦

我们从事务100提交之后开始说（因为前面的操作是一样的，一样会读到“刘备”这一条数据，不过需要注意前面已经建立了一次ReadView）

1、然后再到事务id为200的事务中更新一下表hero中number为1的记录：
此时版本链是这样的：

2、然后再到刚才使用REPEATABLE READ隔离级别的事务中继续查找这个number为1的记录，如下：

使用REPEATABLE READ隔离级别的事务
BEGIN;

SELECT1：Transaction 100、200均未提交
SELECT * FROM hero WHERE number = 1;
得到的列name的值为’刘备’

SELECT2：Transaction 100提交，Transaction 200未提交
SELECT * FROM hero WHEREnumber = 1;
得到的列name的值仍为’刘备’

过程：

• 因为当前事务的隔离级别为REPEATABLE READ，而之前在执行SELECT1时已经生成过ReadView了，所以此时直接复用之前的ReadView，之前的ReadView的m_ids列表的内容就是[100, 200]，min_trx_id为100，max_trx_id为201，creator_trx_id为0。

• 然后从版本链中挑选可见的记录，从图中可以看出，最新版本的列name的内容是’诸葛亮’，该版本的trx_id值为200，在m_ids列表内，所以不符合可见性要求，根据roll_pointer跳到下一个版本。

• 下一个版本的列name的内容是’赵云’，该版本的trx_id值为200，也在m_ids列表内，所以也不符合要求，继续跳到下一个版本。

• 下一个版本的列name的内容是’张飞’，该版本的trx_id值为100，而m_ids列表中是包含值为100的事务id的，所以该版本也不符合要求，同理下一个列name的内容是’关羽’的版本也不符合要求。继续跳到下一个版本。

• 下一个版本的列name的内容是’刘备’，该版本的trx_id值为80，小于ReadView中的min_trx_id值100，所以这个版本是符合要求的，最后返回给用户的版本就是这条列c为’刘备’的记录。

也就是说两次SELECT查询得到的结果是重复的

下面个人的理解，如有错误可以指正：
ReadView可以查到又名“快照读”，每次执行“快照读”，就好像给数据库拍了一个照片，你拍到了什么就可以读到什么，当然，如果你自己要在照片上画一个“小狗”，那这个“小狗”你也是可以看到了，但是如果你拍了一个杯子，在你拍完之后，别人往杯子里加了点水，你能在照片上看到吗？当然不能。ReadView中的m_ids事务id列表就是你拍照前在你面前跃跃欲试的人，所以你要记录好他们。所以就是利用事务id的先后顺序来判断能否读到某个版本信息。

上面信息和图片借鉴掘金小册《MySQL 是怎样运行的：从根儿上理解 MySQL》