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1.概念

MVCC（Multiversion Concurrency Control），多版本并发控制，通过管理数据行的多个版本来实现数据库的并发控制。MVCC使得在事务的隔离级别下可以实现一致性读。

2.快照读与当前读

2.1.快照读

又叫一致性读，就是不加锁的非阻塞读，不加锁的简单的SELECT都属于快照读，它能提高并发性能，避免加锁，降低了开销。

快照读是基于多版本的，读取到的不一定是数据的最新版本；

快照读要求隔离级别不是串行级别，否则会退化为当前读。

2.2.当前读

读取记录的最新版本，同时保证其他并发事务不能修改当前记录，对读取的记录加锁。加锁的SELECT或者对数据进行增删改进行当前读。

3.隔离级别

在MySQL中，默认的隔离级别是可重复读，从定义上看不能解决幻读，需要上升到串行化，但是会大幅降低事务并发能力。

采用MVCC可以不采用锁机制，通过乐观锁的方式解决不可重复读和幻读，可以在大多数情况下代替行级锁，降低系统开销。

4.隐藏字段与版本链

4.1.隐藏字段

• trx_id：每次一个事务对行数据进行改动时，把该事务的事务id赋给这条记录的trx_id字段
• roll_point：每次事务对行数据进行改动时，会把旧的版本写入UNDO日志中，roll_point指针指向该日志，用来找到之前的版本信息

4.2.版本链

每次对记录的改动都会生成一条UNDO日志，每条日志也有也有roll_point属性，这些UNDO日志连起来构成了版本链，头结点是最新的版本。

5.ReadView

5.1.概念

ReadView就是事务在使用MVCC机制进行快照读操作时产生的读视图。

当事务启动时，会生成当前数据库系统的一个快照，InnoDB为每个事务构造了一个数组，记录了当前活跃事务的ID。

在MVCC机制中，多个事务对同一个行记录进行修改时会产生多个历史快照，都保存在UNDO LOG里。如果一个事务查询这条行记录，就需要用ReadView来判断读取哪一个版本的行记录。

5.2.设计思路

在READ_COMMITTED和REPEATBLE READ隔离条件下，事务只能读已经提交的事务修改过的记录，事务在未提交的情况下，ReadView需要判断版本链中的那条数据是当前事务可见的。

ReadView中4个重要的内容：

• creator_trx_id：创建这个读试图的事务的ID（只读事务的ID为0）
• trx_ids：当前活跃的读写事务的ID列表
• up_limit_id：活跃的事务中最小ID
• low_limit_id：下一个事务应该分配的ID

要区分活跃事务与已提交事务

5.3.规则

如果被访问的版本的trx_id属性值：

• 等于ReadView中的creator_trx_id，说明当前事务在访问它自己修改的记录，可以访问

• 小于ReadView中的up_limit_id，说明生成该版本的事务已经提交，可以访问

• 大于或等于ReadView中的low_limit_id，说明生成该版本的事务在当前事务之后才启动，不能访问

• 在up_limit_id和low_limit_id之间，则判断是否在trx_ids中：

  • 若在，则说明仍在活跃的事务，不可访问
  • 若不在，则说明事务已提交，可以访问

5.4.流程

当要获取一条记录时：

1. 获取事务ID
2. 获取ReadView
3. 查询得到的数据，与ReadView中的事务版本号进行比对
4. 如果不可访问就获取历史快照
5. 返回可以访问的数据

如果所有版本都不可访问，则查询结果不包括该记录。

• 在READ COMMITTED中：

事务每进行一次查询操作都会重新获取一次ReadView，可能产生不可重复读和幻读的情况

• 在REPEATABLE READ中：

事务只在第一次查询时获取一次ReadView，后面都复用这个读试图，所以避免了不可重复读（所以同时也解决了幻读）

5.5.实例

1.READ COMMITTED

• 现有活跃事务10、20，新事务30读操作：

ReadView：

creator_trx_id：30 ；trx_ids：{ 10，20 }；up_limit_id：10；low_limit_id：21

SELECT * FROM TABLE WHERE NUMBER = 1;

读出记录：‘张三’

• 提交事务10，事务20更新记录，新事务30读操作：

ReadView：

creator_trx_id：30 ；trx_ids：{ 20 }；up_limit_id：20；low_limit_id：21

读出记录：‘王五’

2.REPEATABLE READ

• 现有活跃事务10、20，新事务30读操作：

ReadView：

creator_trx_id：30 ；trx_ids：{ 10，20 }；up_limit_id：10；low_limit_id：21

读出记录：‘张三’

• 提交事务10，事务20更新记录，新事务30读操作：

ReadView：

creator_trx_id：30 ；trx_ids：{ 10，20 }；up_limit_id：10；low_limit_id：21

读出记录：‘张三’