作者：京東零售??李澤陽(yáng)

最近在閱讀《認(rèn)知覺醒》這本書，里面有句話非常打動(dòng)我：通過(guò)自己的語(yǔ)言，用最簡(jiǎn)單的話把一件事情講清楚，最好讓外行人也能聽懂。

也許這就是大道至簡(jiǎn)，只是我們習(xí)慣了煩瑣和復(fù)雜。

希望借助今天這篇文章，能用大白話說(shuō)清楚這個(gè)相對(duì)比較底層和復(fù)雜的MVCC機(jī)制。

在開始之前，先拋出一個(gè)問(wèn)題：我們都知道，目前（MySQL 5.6以上）數(shù)據(jù)庫(kù)已普遍使用InnoDB存儲(chǔ)引擎，InnoDB相對(duì)于MyISAM存儲(chǔ)引擎其中一個(gè)好處就是在數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)別鎖和表級(jí)別鎖的基礎(chǔ)上支持了行鎖，還有就是支持事務(wù)，保證一組數(shù)據(jù)庫(kù)操作要么成功，要么失敗。基于此，問(wèn)題來(lái)了，在InnoDB默認(rèn)隔離級(jí)別（可重復(fù)讀）下，一個(gè)事務(wù)想要更新一行數(shù)據(jù)，如果剛好有另外一個(gè)事務(wù)擁有這個(gè)行鎖，那么這個(gè)事務(wù)就會(huì)進(jìn)入等待狀態(tài)。既然進(jìn)入等待狀態(tài)，那么等到這個(gè)事務(wù)獲取到行鎖要更新數(shù)據(jù)的時(shí)候，它讀取到的值是什么呢？

具體的問(wèn)題見下圖，我們?cè)O(shè)定有一張表user，初始化語(yǔ)句如下，試想在這樣的場(chǎng)景下，事務(wù)A三次查詢的值分別是什么？

create table `user` (
`id` bigint not null,
`name` varchar(50) default null,
PROMARY KEY (`id`)
) ENGINE = InnoDB;
insert into user(id,name) values (1,'A');

想要把這件事情回答正確，我們先來(lái)鋪墊一下基礎(chǔ)知識(shí)。

提到事務(wù)，首先會(huì)想到的就是ACID（Atomic原子性、Consist一致性、Isolate隔離性、Durable持久性），今天我們主要關(guān)注隔離性，當(dāng)有多個(gè)事務(wù)同時(shí)執(zhí)行發(fā)生并發(fā)時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)可能會(huì)出現(xiàn)臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀等問(wèn)題，為了解決這些問(wèn)題，“隔離級(jí)別”這位大哥上場(chǎng)，包含：讀未提交、讀已提交、可重復(fù)讀和串行。

但我們都知道，隔離級(jí)別越高，執(zhí)行效率越低。畢竟大哥就是大哥，級(jí)別越高，越謹(jǐn)慎，常在河邊走哪能不濕鞋。

我們通過(guò)一個(gè)例子簡(jiǎn)單說(shuō)一下這四種隔離級(jí)別：

? 讀未提交：一個(gè)事務(wù)還未提交，它的變更就能被其他事務(wù)看到。V1為B，V2為B，V3為B。

? 讀已提交：一個(gè)事務(wù)提交之后，變更結(jié)果對(duì)其他事務(wù)可見。V1為A，V2和V3為B。

? 可重復(fù)讀：一個(gè)事務(wù)執(zhí)行過(guò)程中看到的數(shù)據(jù)與事務(wù)啟動(dòng)時(shí)一致。V1為A，V2為A，V3為B。

? 串行：不管讀和寫，加鎖就完了，就是干！V1和V2均為A，V3為B。

事務(wù)是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？實(shí)際上，事務(wù)執(zhí)行時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)視圖，讀未提交直接返回最新值，沒(méi)有視圖概念；串行是直接加鎖避免并發(fā)訪問(wèn)；讀已提交是在每個(gè)SQL語(yǔ)句開始執(zhí)行時(shí)創(chuàng)建的視圖?？芍貜?fù)讀的視圖是在事務(wù)啟動(dòng)的時(shí)候創(chuàng)建的，整個(gè)事務(wù)都會(huì)使用這個(gè)視圖。這樣的話，上面四種不同隔離級(jí)別下的V1、V2、V3值便對(duì)號(hào)入座，有了結(jié)果。

MySQL是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？我們以MySQL默認(rèn)的可重復(fù)讀隔離級(jí)別為例，實(shí)際上每條行記錄在更新時(shí)都會(huì)記錄一條回滾日志，也就是大家常說(shuō)的undo log。通過(guò)回滾操作，都可以得到前一個(gè)狀態(tài)的值。假設(shè)name值從初始值A(chǔ)被依次更新為B、C、D，我們看一下回滾日志：

當(dāng)前值是D，但是在查詢這條記錄的時(shí)候，不同時(shí)刻啟動(dòng)的事務(wù)會(huì)有不同的視圖，看到的值也就不一樣。在視圖1、2、3、4里面，記錄的name值分別是A、B、C、D。同一條行記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中可以存在多個(gè)版本，這就是多版本并發(fā)控制（MVCC）。對(duì)于視圖1，如果想要將name值回到A，那么就要依次執(zhí)行圖中所有回滾操作。

到這里，你已經(jīng)接觸到了MVCC的概念，也許你已經(jīng)對(duì)文章最開始的問(wèn)題有了一點(diǎn)點(diǎn)想法，別著急，我們先來(lái)簡(jiǎn)單總結(jié)下MVCC的特點(diǎn)：

MVCC的出現(xiàn)使得一條行記錄在不同隔離級(jí)別下不同的事務(wù)操作會(huì)形成一條不同版本的鏈路，從而實(shí)現(xiàn)在不加鎖的前提下使不同事務(wù)的讀寫操作能夠并發(fā)安全執(zhí)行，這個(gè)版本鏈就是通過(guò)回滾日志undo log實(shí)現(xiàn)的。用大白話說(shuō)，你這個(gè)事務(wù)想要查詢一條行記錄，MVCC會(huì)通過(guò)你這個(gè)事務(wù)所在視圖確認(rèn)版本鏈中哪個(gè)版本的行數(shù)據(jù)對(duì)你可見。剛才我們提到，四種隔離級(jí)別下，只有讀已提交和可重復(fù)讀會(huì)用到視圖。對(duì)于讀已提交，MVCC會(huì)在每次查詢前都會(huì)生成一個(gè)視圖，可重復(fù)讀隔離級(jí)別只會(huì)在第一次查詢時(shí)生成一個(gè)視圖，之后在這個(gè)事務(wù)中的所有查詢操作都會(huì)重復(fù)使用這個(gè)視圖。行業(yè)上，將創(chuàng)建視圖的那一刻稱為快照，晃你一下子，讓你激靈激靈，別發(fā)生臟讀，變臟嘍～

想要解決文章最開始的那個(gè)問(wèn)題，我們還得展開說(shuō)說(shuō)版本鏈?zhǔn)侨绾涡纬傻暮涂煺盏脑恚杂锌菰?，先忍一下，耐心看下去，乖?/p>

對(duì)于InnoDB存儲(chǔ)引擎來(lái)說(shuō)，主鍵索引（也稱為聚簇索引）記錄中除了正常的字段數(shù)據(jù)外，還包含兩個(gè)隱藏列：

（1）trx_id：每次一個(gè)事務(wù)想要對(duì)主鍵索引進(jìn)行更新、刪除和新增時(shí)，都會(huì)把這個(gè)事務(wù)的事務(wù)id賦值給trx_id字段。注意事務(wù)id嚴(yán)格遞增，且查詢操作不會(huì)分配事務(wù)id，即trx_id = 0;

（2）roll_point：每次一個(gè)事務(wù)對(duì)主鍵索引進(jìn)行更新時(shí)，都會(huì)把舊的版本寫入到undo日志中，roll_point相當(dāng)于一個(gè)指針，通過(guò)它可以找到這條記錄修改前的信息。

我們以可重復(fù)讀隔離級(jí)別為例，為了尚未提交的更新結(jié)果對(duì)其他事務(wù)不可見，InnoDB在創(chuàng)建視圖時(shí)，有以下四部分組成：

? m_ids：表示生成視圖時(shí)，當(dāng)前系統(tǒng)中“活躍”的讀寫事務(wù)的事務(wù)id列表，這里的活躍大白話就是事務(wù)尚未提交；

? min_trx_id：表示在生成視圖時(shí)，當(dāng)前系統(tǒng)中活躍的讀寫事務(wù)中最小的事務(wù)id，即m_ids中的最小值；

? max_trx_id：表示生成視圖時(shí)系統(tǒng)應(yīng)該分配給下一個(gè)事務(wù)的id值；

? creator_trx_id：表示生成該視圖的事務(wù)id。

概念比較多，舉個(gè)例子，現(xiàn)在有事務(wù)id分別是1、2、3三個(gè)事務(wù)，1和2事務(wù)尚未提交，3事務(wù)已提交，這個(gè)時(shí)候如果來(lái)了一個(gè)新事務(wù)，那么它創(chuàng)建的視圖對(duì)應(yīng)這幾個(gè)參數(shù)分別為：m_ids包含1、2，min_trx_id為1，max_trx_id為4。

關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)來(lái)了，如何根據(jù)某個(gè)事務(wù)生成的視圖，判斷版本鏈上的某個(gè)版本對(duì)這個(gè)事務(wù)可見呢？

遵循下面步驟：

1、版本鏈上的不同版本trx_id值如果與這個(gè)視圖的creator_trx_id值相同，說(shuō)明當(dāng)前事務(wù)在訪問(wèn)它自己修改過(guò)的記錄，所以被訪問(wèn)的版本對(duì)當(dāng)前事務(wù)可見。一家人還是認(rèn)識(shí)一家人的～

2、版本鏈上的不同版本trx_id值小于這個(gè)視圖的min_trx_id值，說(shuō)明這個(gè)版本的事務(wù)在當(dāng)前事務(wù)生成視圖之前就已經(jīng)提交了，所以被訪問(wèn)的版本對(duì)當(dāng)前事務(wù)可見。

3、版本鏈上的不同版本的trx_id值大于或等于這個(gè)視圖的max_trx_id值，說(shuō)明這個(gè)版本的事務(wù)在當(dāng)前事務(wù)之后才開啟，所以被訪問(wèn)版本對(duì)當(dāng)前事務(wù)不可見。

4、版本鏈上的不同版本的trx_id值在這個(gè)視圖的min_trx_id和max_trx_id之間，需要進(jìn)一步判斷被訪問(wèn)版本trx_id值是不是在m_ids中，如果在，說(shuō)明當(dāng)前事務(wù)是活躍的，被訪問(wèn)版本對(duì)當(dāng)前事務(wù)不可見。如果不在，說(shuō)明被訪問(wèn)版本的事務(wù)已經(jīng)提交了，被訪問(wèn)版本對(duì)當(dāng)前事務(wù)可見。

比較繞是不是，千萬(wàn)別暈，兄弟呀～，大白話解釋一下，設(shè)定某個(gè)事務(wù)生成的視圖瞬間（也就是快照），這個(gè)事務(wù)的id為creator_trx_id，那么有下面三種可能：

1、如果creator_trx_id落在綠色部分，表示被訪問(wèn)的版本是已提交的事務(wù)或者就是當(dāng)前事務(wù)自己生成的，這個(gè)數(shù)據(jù)是可見的；

2、如果creator_trx_id落在紅色部分，表示被訪問(wèn)的版本還未開啟，數(shù)據(jù)不可見；

3、如果creator_trx_id落在黃色部分，包括兩種情況：

若creator_trx_id在m_ids集合中，表示被訪問(wèn)的版本尚未提交，數(shù)據(jù)不可見；

若creator_trx_id不在m_ids集合中，表示被訪問(wèn)的版本已經(jīng)已經(jīng)提交了，數(shù)據(jù)可見。

知道了這個(gè)之后，我們就可以回答文章最開始那個(gè)問(wèn)題了，在隔離級(jí)別為可重復(fù)讀的情況下（這里的隱含條件就是可重復(fù)讀隔離級(jí)別只會(huì)在第一次查詢時(shí)生成一個(gè)視圖，之后在這個(gè)事務(wù)中的所有查詢操作都會(huì)重復(fù)使用這個(gè)視圖）分析一波：

以文章開頭的例子，設(shè)定事務(wù)B的事務(wù)id=100，事務(wù)C的事務(wù)id=200，當(dāng)事務(wù)B尚未提交時(shí)，id=1這條記錄的版本鏈?zhǔn)沁@樣的：

這個(gè)時(shí)候我們看一下事務(wù)A第一個(gè)select語(yǔ)句，注意查詢操作的事務(wù)trx_id=0，在執(zhí)行select語(yǔ)句時(shí)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)視圖，這個(gè)視圖的m_ids={100}，min_trx_id=100，max_trx_id=101，creator_trx_id=0。

然后在版本鏈中挑選可見的數(shù)據(jù)記錄，從圖中可以看到最新版本的name值是B，最新版本的trx_id值為100，在m_ids集合中，這個(gè)版本數(shù)據(jù)不可見，根據(jù)roll_point跳到下一個(gè)版本；

下一個(gè)版本的name值是A，這個(gè)版本的trx_id=99，小于min_trx_id，這個(gè)版本數(shù)據(jù)是可見的，所以返回name為A的記錄，即V1為A。

我們繼續(xù)，事務(wù)B這時(shí)進(jìn)行了commit提交，此時(shí)事務(wù)C已經(jīng)開啟，那么事務(wù)A第二個(gè)select語(yǔ)句不會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的視圖，而是重新利用第一次創(chuàng)建的視圖。最新版本的trx_id為100，在m_ids中，數(shù)據(jù)不可見，即V2=A；

接下來(lái)，事務(wù)C進(jìn)行了更新操作，此時(shí)版本鏈發(fā)生的改變?nèi)缦拢?/p>

事務(wù)C接著進(jìn)行了commit提交，此時(shí)事務(wù)A第三次select語(yǔ)句也不會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的視圖，最新版本的trx_id為200，大于max_trx_id，數(shù)據(jù)不可見，即V3=A。

到這里，MVCC就結(jié)束啦，留一個(gè)小問(wèn)題，如果是讀已提交隔離級(jí)別，那么文章開頭的例子中V1、V2、V3的值又分別是什么呢？答案在最后哦。

最后，我們?cè)賮?lái)總結(jié)一下MVCC的作用，使用可重復(fù)讀隔離級(jí)別的事務(wù)在查詢時(shí)，僅會(huì)使用第一次select時(shí)生成的視圖，相比于讀已提交隔離級(jí)別每次查詢都會(huì)生成一個(gè)新的視圖，可重復(fù)讀在查詢時(shí)使用的視圖版本不會(huì)那么新，因此有些已經(jīng)提交的事務(wù)對(duì)行記錄進(jìn)行修改時(shí)對(duì)查詢事務(wù)就不可見，進(jìn)而避免了不可重復(fù)讀現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)也避免了臟讀。

小問(wèn)題答案：

讀已提交隔離級(jí)別下，每次select查詢都會(huì)生成一個(gè)新的視圖，基于此，分析如下：

事務(wù)A第一個(gè)select語(yǔ)句，注意查詢操作的事務(wù)trx_id=0，在執(zhí)行select語(yǔ)句時(shí)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)視圖，這個(gè)視圖的m_ids={100}，min_trx_id=100，max_trx_id=101，creator_trx_id=0。

然后在版本鏈中挑選可見的數(shù)據(jù)記錄，從圖中可以看到最新版本的name值時(shí)B，最新版本的trx_id值為100，在m_ids集合中，這個(gè)版本數(shù)據(jù)不可見，根據(jù)roll_point跳到下一個(gè)版本；

下一個(gè)版本的name值是A，這個(gè)版本的trx_id=99，小于min_trx_id，這個(gè)版本數(shù)據(jù)是可見的，所以返回name為A的記錄，即V1為A。

事務(wù)B這時(shí)進(jìn)行了commit提交，此時(shí)事務(wù)C已經(jīng)開啟，那么事務(wù)A第二個(gè)select語(yǔ)句會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的視圖，這個(gè)視圖的m_ids={200}，min_trx_id=200,max_trx_id=201,creator_trx_id=0。版本鏈沒(méi)有發(fā)生變化，最新版本trx_id值為100，小于min_trx_id，數(shù)據(jù)可見，即V2=B；

事務(wù)C接著進(jìn)行了commit提交，此時(shí)事務(wù)A第三次select語(yǔ)句會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的視圖，這個(gè)視圖的m_ids={},min_trx_id不存在，max_trx_id=201,creator_trx_id=0。在版本鏈中挑選可見的數(shù)據(jù)記錄，從圖中可以看到最新版本的name值為C，最新版本的trx_id值為200，小于max_trx_id且不在m_ids中，則數(shù)據(jù)可見，即V3=C。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-410280.html

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