面试不可或缺的MVCC

面试不可或缺的MVCC

什么是MVCC? 以及它的作用

“MVCC，即多版本并发控制。顾名思义，MVCC就是通过对数据做多版本管理，来做到读不加锁，读写不冲突，进而提高数据库并发性能。在Innodb存储引擎中MVCC用来实现RR和RC两种事物隔离级别，即保证在这两种隔离级别下进行读操作时，读到的总是我们想要的数据。 ”

预设行数据

如下图所示，插入一条id为1，name为大西瓜的记录

快照读和当前读

• 快照读：读取的是版本链中的可见版本，通过MVCC实现并发控制，SELECT操作；
• 当前读：读取的是最新版本，通过Next-Key锁来保证该记录的正确性，INSERT/UPDATE/DELETE这些可能会导致数据库数据更新的操作。

MVCC的原理支持

• 隐藏字段
• UndoLog
• ReadView

隐藏字段：

• row_id : 在Innodb引擎下，当我们不手动指定主键时，由于Innodb是基于B+树索引的，Innodb会自动生成一个大小为6B的隐藏字段，来充当我们的主键(聚簇索引)用来进行生成B+树索引组织数据。
• trx_id : 表示修改这条记录的事务id，大小6B
• roll_pointer : 回滚指针，指向Undo log中，该记录之前的版本数据，大小为7B

此时我在上面提到的预设行，实际上会是下图这种格式，roll_pointer为null是因为INSERT操作的记录没有更早的版本，即不存在该属性，但是为了大家理解方便，这里表示为null：

UndoLog:

“回滚日志，版本快照是保存在Undo日志中的，版本快照之间又是通过回滚指针roll_pointer链接起来的，这样就生成了版本链。 ”

假设存在两个id为100、200的事务对预设字段进行了更新操作，操作流程为：

则其对应生成的版本链应当为：

ReadView:

MVCC之所以可以做到版本并发控制，很大程度上是依托于ReadView。我们前面提到过MVCC是用来实现RR和RC两种事务隔离级别的，当然在这两种隔离级别下的ReadView生成策略也是不同的：

• RR级别下事务只在第一次进行快照读时创建ReadView视图，保证了可重复读这一特性。
• RC级别下事务每次进行快照读都会创建新的ReadView视图，保证了事务可以看到其他事务修改并提交后的数据，保证了读已提交这一特性

ReadView的几个重要属性：

• trx_ids：表示在创建ReadView时，系统中未提交(活跃)事务版本号集合
• min_trx_id：表示在创建ReadView时，系统中未提交事务中最小版本号
• max_trx_id：表示在创建ReadView时，系统中应该分配给下一个事务的id值，即当前系统中已创建的最大事务版本号+1；
• creator_trx_id：创建当前ReadView的事务版本号，只有INSERT/DELETE/UPDATE这些可能存在对数据库发生修改的操作才会分配事务id，只读的SELECT事务的id值为0；

ReadView的匹配规则：

• 被访问版本的trx_id < min_trx_id,表示生成该版本的事务在当前事务生成ReadView前就提交了，可见
• 被访问版本的trx_id >= max_trx_id,表示生成该版本的事务在当前事务生成ReadView后才开启的，不可见
• 被访问版本的trx_id ∈ [min_trx_id，max_trx_id),这时候分三种情况讨论：①:trx_id ∈ trx_ids,表示生成该版本的事务还未提交，不可见 ②:特例：trx_id = creator_trx_id,表示当前事务正在访问自己修改过的版本记录，可见 ③:trx_id ∉ trx_ids,表示生成该版本的事务已经提交，可见