MVCC详解

一、什么是MVCC？
mvcc，也就是多版本并发控制，是为了在读取数据时不加锁来提高读取效率和并发性的一种手段。

数据库并发有以下几种场景：

读-读：不存在任何问题。
读-写：有线程安全问题，可能出现脏读、幻读、不可重复读。
写-写：有线程安全问题，可能存在更新丢失等。
mvcc解决的就是读写时的线程安全问题，线程不用去争抢读写锁。

mvcc所提到的读是快照读，也就是普通的select语句。快照读在读写时不用加锁，不过可能会读到历史数据。

还有一种读取数据的方式是当前读，是一种悲观锁的操作。它会对当前读取的数据进行加锁，所以读到的数据都是最新的。主要包括以下几种操作：

select lock in share mode（共享锁）
select for update（排他锁）
update（排他锁）
insert（排他锁）
delete（排他锁）
二、MVCC的实现
1.回顾事务的特性

原子性：通过undolog实现。
持久性：通过redolog实现。
隔离性：通过加锁（当前读）&MVCC（快照读）实现。
一致性：通过undolog、redolog、隔离性共同实现。
2.回顾事务的隔离级别

读未提交：允许读取尚未提交的数据变更。可能会导致脏读、幻读或不可重复读。
读已提交：允许读取已经提交的数据。可能会导致幻读和不可重复读。
可重复读：对同一字段的多次读取结果都是一致的，除非数据是被本身事务自己所修改。可能会导致幻读。
可串行化：最高隔离级别。
在读已提交和可重复读隔离级别下的快照读，都是基于MVCC实现的！

3.mvcc实现原理
​ mvcc的实现，基于undolog、版本链、readview。

在mysql存储的数据中，除了我们显式定义的字段，mysql会隐含的帮我们定义几个字段。

trx_id:事务id，每进行一次事务操作，就会自增1。

roll_pointer:回滚指针，用于找到上一个版本的数据，结合undolog进行回滚。

什么是readview呢？

当我们用select读取数据时，这一时刻的数据会有很多个版本（例如上图有四个版本），但我们并不知道读取哪个版本，这时就靠readview来对我们进行读取版本的限制，通过readview我们才知道自己能够读取哪个版本。

在一个readview快照中主要包括以下这些字段：

对readview中的参数做一些解释

m_ids：活跃的事务就是指还没有commit的事务。

max_trx_id：例如m_ids中的事务id为（1，2，3），那么下一个应该分配的事务id就是4，max_trx_id就是4。

creator_trx_id：执行select读这个操作的事务的id。

readview如何判断版本链中的哪个版本可用呢？（重点！）

从上到下分别为（1）（2）（3）（4），依次进行解释

trx_id表示要读取的事务id

（1）如果要读取的事务id等于进行读操作的事务id，说明是我读取我自己创建的记录，那么为什么不可以呢。

（2）如果要读取的事务id小于最小的活跃事务id，说明要读取的事务已经提交，那么可以读取。

（3）max_trx_id表示生成readview时，分配给下一个事务的id，如果要读取的事务id大于max_trx_id，说明该id已经不在该readview版本链中了，故无法访问。

（4）m_ids中存储的是活跃事务的id，如果要读取的事务id不在活跃列表，那么就可以读取，反之不行。

4.mvcc如何实现RC和RR的隔离级别
（1）RC的隔离级别下，每个快照读都会生成并获取最新的readview。

（2）RR的隔离级别下，只有在同一个事务的第一个快照读才会创建readview，之后的每次快照读都使用的同一个readview，所以每次的查询结果都是一样的。

5.幻读问题
快照读：通过mvcc，RR的隔离级别解决了幻读问题，因为每次使用的都是同一个readview。
当前读：通过next-key锁（行锁+gap锁），RR隔离级别并不能解决幻读问题。