Mysql-MVCC

MVCC (Multi-Version Concurrency Control) 多版本并发控制

是什么

MVCC 是一种数据库并发控制机制，让读操作不加锁，通过保存数据的多个版本，实现读写互不阻塞。

核心目标：读不阻塞写，写不阻塞读，解决读写冲突问题。

怎么用

MVCC 是数据库引擎内部机制，不需要开发者手动使用。在 MySQL InnoDB 中：

• 普通 SELECT 自动走 MVCC 快照读（不加锁）
• 加锁读（SELECT ... FOR UPDATE / LOCK IN SHARE MODE）走当前读（不走 MVCC）

-- 快照读，走MVCC，不加锁
SELECT * FROM account WHERE id = 1;

-- 当前读，不走MVCC，加锁
SELECT * FROM account WHERE id = 1 FOR UPDATE;

-- 写操作也是当前读
UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;

实现原理（InnoDB）

InnoDB 的 MVCC 依赖三个核心组件：

1. 隐藏字段

每行数据有两个隐藏列：

隐藏字段	说明
DB_TRX_ID	最后修改该行的事务 ID
DB_ROLL_PTR	回滚指针，指向 undo log 中的上一个版本

2. Undo Log（版本链）

每次修改数据时，旧版本写入 undo log，通过 DB_ROLL_PTR 串成版本链：

当前行 (trx_id=5, roll_ptr→)
  → 旧版本v2 (trx_id=3, roll_ptr→)
    → 旧版本v1 (trx_id=1, roll_ptr=NULL)

3. Read View（读视图）

事务执行快照读时生成，决定当前事务能看到哪个版本。包含四个关键字段：

字段	说明
m_ids	生成 Read View 时，所有活跃（未提交）事务 ID 列表
min_trx_id	活跃事务中最小 ID
max_trx_id	下一个将分配的事务 ID（即当前最大事务 ID + 1）
creator_trx_id	创建该 Read View 的事务 ID

可见性判断规则

对版本链上某个版本，按以下顺序判断：

1. trx_id == creator_trx_id → 可见（自己修改的）
2. trx_id < min_trx_id → 可见（事务已提交）
3. trx_id >= max_trx_id → 不可见（事务在 Read View 之后才开始）
4. min_trx_id <= trx_id < max_trx_id:
   - trx_id 在 m_ids 中 → 不可见（事务未提交）
   - trx_id 不在 m_ids 中 → 可见（事务已提交）
5. 当前版本不可见 → 沿 roll_ptr 找上一个版本，重复判断

具体例子

场景：账户转账

CREATE TABLE account (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50),
    balance INT
) ENGINE=InnoDB;

INSERT INTO account VALUES (1, 'Alice', 1000);  -- trx_id=1, 已提交

此时数据行：id=1, name='Alice', balance=1000, DB_TRX_ID=1, DB_ROLL_PTR=NULL

并发操作

时间线：
T1: 事务A (trx_id=2) 开始，未提交
T2: 事务B (trx_id=3) 开始，未提交
T3: 事务A UPDATE account SET balance=800 WHERE id=1;
    → 旧版本写入undo log，当前行 DB_TRX_ID=2, DB_ROLL_PTR→旧版本(balance=1000, trx_id=1)
T4: 事务B SELECT * FROM account WHERE id=1;  -- 快照读
T5: 事务C (trx_id=4) UPDATE account SET balance=600 WHERE id=1;  -- 等待事务A提交

T4 时刻事务B的 Read View：

• m_ids = [2, 3]（事务A、B都未提交）
• min_trx_id = 2
• max_trx_id = 5
• creator_trx_id = 3

判断可见性：

1. 当前行 trx_id=2，2 < min_trx_id(2)？否
2. 2 >= max_trx_id(5)？否
3. 2 在 m_ids=[2,3] 中？是 → 不可见（事务A未提交）
4. 沿 roll_ptr 找到旧版本 trx_id=1
5. 1 < min_trx_id(2)？是 → 可见

结果：事务B 读到 balance=1000（事务A修改前的值）

RC vs RR 的区别

隔离级别	Read View 生成时机	效果
RC（读已提交）	每次 SELECT 都生成新 Read View	能读到其他事务已提交的最新值
RR（可重复读）	事务内第一次 SELECT 生成，后续复用	事务内多次读结果一致

-- RR级别下
-- 事务B第一次SELECT → 生成Read View → 读到balance=1000
-- 事务A提交
-- 事务B第二次SELECT → 复用Read View → 仍然读到balance=1000（可重复读）

-- RC级别下
-- 事务B第一次SELECT → 生成Read View → 读到balance=1000
-- 事务A提交
-- 事务B第二次SELECT → 重新生成Read View → 读到balance=800（读已提交）

总结

维度	说明
本质	用版本链 + 读视图实现无锁读
核心组件	隐藏字段 + Undo Log + Read View
优势	读写不互斥，高并发性能好
局限	Undo Log 占空间；长事务导致旧版本无法回收
适用	MySQL InnoDB 的 RC/RR 隔离级别