MVCC详解

亦凉 2023-09-25 18:53 112阅读 0赞

### 什么是 MVCC ###

MVCC (Multiversion Concurrency Control) 中文全程叫多版本并发控制，是现代数据库（包括 MySQL、[Oracle][]、PostgreSQL 等）引擎实现中常用的处理读写冲突的手段，目的在于提高数据库高并发场景下的吞吐性能。

#### 为什么需要 MVCC ####

InnoDB 相比 MyISAM 有两大特点，一是支持事务而是支持行级锁，事务的引入带来了一些新的挑战。相对于串行处理来说，并发事务处理能大大增加数据库资源的利用率，提高数据库系统的事务吞吐量，从而可以支持可以支持更多的用户。但并发事务处理也会带来一些问题，主要包括以下几种情况：

更新丢失（Lost Update）：当两个或多个事务选择同一行，然后基于最初选定的值更新该行时，由于每个事务都不知道其他事务的存在，就会发生丢失更新问题 —— 最后的更新覆盖了其他事务所做的更新。如何避免这个问题呢，最好在一个事务对数据进行更改但还未提交时，其他事务不能访问修改同一个数据。

脏读（Dirty Reads）：一个事务正在对一条记录做修改，在这个事务并提交前，这条记录的数据就处于不一致状态；这时，另一个事务也来读取同一条记录，如果不加控制，第二个事务读取了这些尚未提交的脏数据，并据此做进一步的处理，就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象地叫做 “脏读”。

不可重复读（Non-Repeatable Reads）：一个事务在读取某些数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了！这种现象叫做“不可重复读”。

幻读（Phantom Reads）：一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据，却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据，这种现象就称为 “幻读”。

### MVCC实现原理 ###

#### 1.在InnoDB中的每一条记录实际都会存在三个隐藏列： ####

*  DB\_TRX\_ID：事务 ID，是根据事务产生时间顺序自动递增的，是独一无二的。如果某个事务执行过程中对该记录执行了增、删、改操作，那么InnoDB存储引擎就会记录下该条事务的 id。
 *  DB\_ROLL\_PTR：回滚指针，本质上就是一个指向记录对应的undo log的一个指针，InnoDB 通过这个指针找到之前版本的数据
 *  DB\_ROW\_ID：主键，如果有自定义主键，那么该值就是主键；如果没有主键，那么就会使用定义的第一个唯一索引；如果没有唯一索引，那么就会默认生成一个隐藏列作为主键。

#### 2.undo log分类 ####

*  Insert undo log ：insert生成的日志，仅在事务回滚中需要，并且可以在事务提交后立即丢弃。
 *  Update undo log：update/delete生成的日志，除了用于事务回滚，还用于一致性读取，只有不存在innodb为其分配快照的事务之后才能丢弃它们，在一致读取中可能需要update undo log中的信息来构建数据库行的早期版本。

### 3 Read View ###

Read View是InnoDB在实现MVCC时用到的一致性读视图，用于支持读提交和可重复读隔离级别的实现，作用是执行期间判断版本链中的哪个版本是当前事务可见的。

本质上是InnoDB为每个事务构造了一个数组，用来保存当前正在活跃（启动了但还没提交）的所有事务ID。

数组里面事务ID的最小值记为低水位，当前系统里面已经创建过的事务ID的最大值加1记为高水位；这个视图数组和高水位，就组成了当前事务的一致性视图（read-view）。

[Oracle]: https://so.csdn.net/so/search?q=Oracle&spm=1001.2101.3001.7020