??作者簡介：小明java問道之路，專注于研究 Java/ Liunx內核/ C++及匯編/計算機底層原理/源碼，就職于大型金融公司后端高級工程師，擅長交易領域的高安全/可用/并發(fā)/性能的架構設計與演進、系統(tǒng)優(yōu)化與穩(wěn)定性建設。

?? 熱衷分享，喜歡原創(chuàng)~ 關注我會給你帶來一些不一樣的認知和成長。

??

?? InfoQ簽約作者、CSDN專家博主/后端領域優(yōu)質創(chuàng)作者/內容合伙人、阿里云專家/簽約博主、51CTO專家 ??

??

??如果此文還不錯的話，還請??關注、點贊、收藏三連支持??一下博主~?

本文目錄

本文導讀

一、什么是MVCC

二、MVCC的實現(xiàn)原理

1、MVCC多版本實現(xiàn)

2、MVCC 實現(xiàn)原理

3、什么是 Read View

3.1、Read View 解析

3.2、Read View 含義

3.3、Read View 如何判斷版本鏈可用

三、當前讀，快照讀與MVCC

1、什么是當前讀和快照讀

1.1、當前讀

1.2、快照讀

2、快照讀、當前讀與MVCC辨析

3、MVCC 只在 RC 和 RR 隔離級別下工作

總結

本文導讀

本文是：MySQL事務隔離機制與實現(xiàn)原理詳解，的深入學習，我們在了解MySQL事務隔離機制與實現(xiàn)原理后，了解什么是MVCC，MVCC的實現(xiàn)原理，最后辨析當前讀和快照讀與MVCC和事務隔離的關系，更加全面和深入的MySQL事務隔離機制。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-406996.html

一、什么是MVCC

MVCC，全稱 Multi-Version Concurrency Control ，MVCC是多版本并發(fā)控制的全稱，是指多版本的并發(fā)控制。MVCC是一種并發(fā)控制方法。通常，在數據庫管理系統(tǒng)中，它用編程語言實現(xiàn)對數據庫和事務存儲器的并發(fā)訪問。

MVCC 是一種在讀取數據時無需鎖定（加鎖）即可提高讀取效率和并發(fā)性的方法。

數據庫并發(fā)有以下情況：

1、讀-讀：沒有問題。

2、讀-寫：存在線程安全問題，這可能導致臟讀、幻讀和不可重復讀。

3、寫-寫：存在線程安全問題，更新可能會丟失。

二、MVCC的實現(xiàn)原理

首先我們回顧：MySQL事務隔離機制與實現(xiàn)原理詳解

這里面講解了，事務的特性、事務的隔離級別，當時說MySQL事務實現(xiàn)原理有單版本控制——鎖，以及多版本控制MVCC。

現(xiàn)在我們需要知道，在讀已提交（RC，Read Committed）和可重復讀（RR，Repeatable Read）隔離級別下的快照讀，都是基于MVCC實現(xiàn)的！

MVCC最大的優(yōu)點是沒有讀鎖，讀寫之間沒有沖突。在讀多寫少的OLTP（On-Line Transaction Processing，聯(lián)機事務處理）應用程序中，讀寫之間沒有沖突非常重要，這大大提高了系統(tǒng)的并發(fā)性。

1、MVCC多版本實現(xiàn)

為了讓您更直觀地理解MVCC的實現(xiàn)原理，這里通過事務更新一行記錄的過程的例子，來解釋MVCC中多個版本的實現(xiàn)。

假設 ID~……是表中字段的名稱（DATA）。最后三個隱藏字段對應對應行的隱藏ID、事務編號和回滾指針，如下圖所示：

隱含ID（DB_ROW_ID），6字節(jié)，當InnoDB自動生成聚集索引時，聚集索引包括這個DB_ROW_ ID的值。

事務編號（DB_TRX_ID），6字節(jié)，它標記了此行最新更新記錄的事務ID。每個事務都被處理，其值自動為+1。

回滾指針（DB_ROLL_PT），7個字節(jié)，指向當前記錄項的回滾段的撤消日志記錄，通過該記錄可以找到以前版本的數據。

?

具體更新過程簡述如下：

首先，如果數據只是INSERT，則可以認為ID是 1，其他兩個字段為空。

當 事務1 更改此行的數據值時，將執(zhí)行，一、使用獨占鎖鎖定行，記錄重做日志；二、將修改前這一行的值復制到Undo日志；三、修改當前行的值，填寫事務ID，并使回滾指針指向撤銷日志中修改前的行。

接下來，與 事務1 相同。此時，undo 日志中有兩行記錄，它們由回滾指針連接。

因此，如果撤消日志沒有一直被刪除，那么當前記錄的回滾指針將追溯到創(chuàng)建該行時的初始內容。InnoDB中有一個清除線程，將查詢比最舊的活動事務更早的撤消日志并將其刪除，從而確保撤消日志文件不會無限增長。

2、MVCC 實現(xiàn)原理

它的實現(xiàn)原理主要是依賴記錄中的 3個隱式字段（DB_ROW_ID、DB_TRX_ID、DB_ROLL_PT），undo日志 ， Read View 來實現(xiàn)的。

上面我們已經詳細介紹了3個隱式字段的含義，總結一下

默認情況下，DB_ROW_ID 是數據庫為這行記錄生成的唯一隱式主鍵。DB_TRX_ID 是當前操作記錄的事務ID，而 DB_ROLL_PTR 是一個回滾指針，與撤消日志一起使用以指向以前的舊版本。

有兩種 undo 日志：insert undo log、update undo log，幫助MVCC的撤銷的本質是update undo log 。事實上，撤消日志是回滾段中的舊記錄鏈。（MySQL日志系統(tǒng)的詳解：（待補充））。

3、什么是 Read View

什么是 Read View ？

Read View ?是事務執(zhí)行快照讀取操作時生成的視圖。在事務執(zhí)行快照讀取時，將生成數據庫系統(tǒng)的當前快照，并記錄和維護系統(tǒng)當前活動事務的ID（當每個事務啟動時，將分配一個ID，該ID是增量的，因此最新事務的ID值更大）。

當我們使用select讀取數據時，此時會有許多版本的數據，但我們不知道要讀取哪個版本。

此時，我們依賴readview來限制我們可以讀取的版本。只有通過readview才能知道我們可以閱讀哪個版本。

3.1、Read View 解析

Read View主要用于進行可見性判斷，也就是說，當我們?yōu)槭聞請?zhí)行快照讀時，我們會為記錄創(chuàng)建一個讀取視圖 Read View。以判斷當前事務可以看到哪個版本的數據。它可能是當前期間的最新數據，也可能是記錄 undo log 中某個版本的數據。

讀取視圖遵循可見性算法，主要是要修改的數據的最新記錄中的 DB_TRX_ID （即當前事務ID），并與系統(tǒng)中其他活動事務的ID（由讀取視圖 Read View 維護）進行比較。

如果 DB_TRX_ID 跟 Read View 屬性不符合可見性，通過 DB_ROLL_PTR 回滾指針在撤消日志Undo Log中的 DB_TRX_ID 比較中檢索數據庫（遍歷鏈表的 DB_TRX_ID）。

遍歷鏈接列表的DB _ TRX_ ID（從鏈的開始到鏈的結束，即從最近的修改），直到找到滿足特定條件的 DB_TRX_ID , 那么這個 DB_TRX_ID 所在的舊記錄就是當前事務能看見的最新老版本。

3.2、Read View 含義

在一個 Read View 快照中主要包括以下這些字段：

m_ids，表示生成 Read View 時當前系統(tǒng)中活動讀/寫事務的事務ID列表

min_trx_id，表示生成 Read View 時當前系統(tǒng)中活動讀/寫事務中最小的事務ID，即 m_ids 最小值

max_trx_id，表示生成 Read View 時應分配給系統(tǒng)中下一個事務的ID值

creator_trx_id,表示生成 Read View 的事務的事務ID

3.3、Read View 如何判斷版本鏈可用

trx_id == creator_trx_id，可以訪問這個版本；

trx_id < min_trx_id，可以訪問這個版本；trx_id > max_trx_id，不可以訪問這個版本;

min_trx_id <= trx_id <= max_trx_id，如果 trx_id 在 m_ids 中不可以訪問，反之可以

三、當前讀，快照讀與MVCC

1、什么是當前讀和快照讀

1.1、當前讀

select lock in share mode (共享鎖), select for update; update; insert; delete (排他鎖)這些操作都是一種當前讀。

它讀取最新版本的記錄，讀取時，它還確保其他并發(fā)事務無法修改當前記錄，并鎖定讀取的記錄。

1.2、快照讀

不加鎖的 select 操作就是快照讀，即無鎖的非阻塞讀取；

快照讀的前提是隔離級別不是串行級別，在串行級別下讀取的快照將退化為當前讀取，發(fā)生快照讀的原因是基于提高并發(fā)性能的考慮。

快照讀的實現(xiàn)基于多版本并發(fā)控制，即MVCC。MVCC可以被認為是行鎖的變體，但在許多情況下，它避免了鎖操作并減少了開銷；由于它基于多個版本，也就是說，讀取的快照可能不是數據的最新版本，而是以前的歷史版本

MVCC的設計目的是在不鎖定讀寫沖突，這種讀取指的是快照讀取，而不是當前讀取。

當前的讀取實際上是一個鎖操作，這是悲觀鎖的實現(xiàn)

2、快照讀、當前讀與MVCC辨析

MVCC多版本并發(fā)控制的概念是“維護一個數據的多個版本，以便讀寫操作之間沒有沖突”。

因為MVCC只是一個抽象的概念，為了實現(xiàn)這樣的概念，MySQL需要提供特定的功能來實現(xiàn)它?！翱煺兆x取是MySQL MVCC理想模型的非阻塞讀取功能之一”。

相對而言，當前讀是悲觀鎖的具體功能實現(xiàn)，快照閱讀本身也是一個抽象概念。

3、MVCC 只在 RC 和 RR 隔離級別下工作

一、 在RC（Read Commited ）的隔離級別下，每次快照讀取都會生成并獲得最新的?readview。

二、在RR（Repeatable Read）隔離級別，只有讀取同一事務的第一個快照才能創(chuàng)建?readview。每個后續(xù)快照讀取都使用相同的 readview，因此每個查詢結果都相同。

總結

本文是：MySQL事務隔離機制與實現(xiàn)原理詳解，的深入學習，我們在了解MySQL事務隔離機制與實現(xiàn)原理后，了解什么是MVCC，MVCC的實現(xiàn)原理，最后辨析當前讀和快照讀與MVCC和事務隔離的關系，更加全面和深入的MySQL事務隔離機制。

到了這里，關于【MySQL】MVCC詳解與MVCC實現(xiàn)原理（MySQL專欄啟動）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內容，請在右上角搜索TOY模板網以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網！