MVCC如何实现提交读和可重复读？

「爱情、让人受尽委屈。」 2022-11-29 12:48 128阅读 0赞

# MVCC（多版本并发控制） #

多版本并发控制（MultiVersion Concurrency Control，简称 **MVCC** 或 MCC），也称为多版本数据库：**不用加任何锁**， 对各个时间点生成**一致性数据快照** （Snapshot)， MVCC 的实现是通过保存数据在某个时间点的快照来实现的，并用这个快照来提供一定级别事务隔离。同一条记录在系统中可以存在多个版本。  
InnoDB在实现MVCC的时候用到一致性视图，用于支持**可重复读**（事务启动时候拍快照ReadView）和**提交读**（每次执行select拍快照ReadView）隔离级别；  
MVCC 与行级锁实现的效果很像，但它在很多情况下避免了加锁操作，因此开销更低。虽然实现机制有所不同，但大都实现了**非阻塞的读操作，写操作也只是锁定必要的行。**

### MVCC如何实现可重复读？ ###

InnoDB会在每行数据后增加隐藏字段：

1.  DB\_ROW\_ID：行id，如果有主键就没有这一列；
2.  DB\_TRX\_ID：记录插入或者更新该行数据的事务ID
3.  DB\_ROLL\_PTR：回滚指针，指向undo log记录；通过回滚指针连接同一条数据的多个版本，形成一个版本链；

在事务启动的时候拍个快照（全库）；  
InnoDB里面每个事务有一个唯一的事务ID，叫作transaction id，这是事务在启动的时候向系统申请的，是按照申请顺序递增的；  
而每行存储的数据也是有多个版本的，每次更新数据的时候都会生成一个新的数据版本，并且把当前事务的transaction id赋值给数据版本，计做row\_trx\_id，在同一行数据中会保存多个版本的数据（如下图），每个版本都有自己的row\_trx\_id，然后在新的数据版本中可以通过指针拿到旧的数据版本；

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDE5MDExMw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

InnoDB为每个事务构造了一个数组，用来保存这个事务启动瞬间，当前正在“活跃”（启动了没提交）的所有事务ID；事务ID最小值记做低水位，事务ID最大值+1记做高水位，这就相当于当前事务的**一致性视图（事务快照）**；

> 一致性视图包含属性：
> 
>  *  trx\_ids：“活跃”事务ID数组；
>  *  up\_limit\_id：高水位；
>  *  low\_limit\_id：低水位；
>  *  creator\_trx\_id：生成这个快照的事务ID；

因此，一个事务只需要在启动的时候声明说，“以我启动的时刻为准，如果一个数据版本是在我启动之前生成的，就认；如果是我启动以后才生成的，我就不认，我必须要找到它的上一个版本”。

> 当然，如果“上一个版本”也不可见，那就得继续往前找（找到低水位之前才是可见数据版本）。还有，如果是这个事务自己更新的数据，它自己还是要认的。

当前数据版本的可见性规则就是基于row\_trx\_id和一致性视图的关系来确定的：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDE5MDExMw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

1.  如果row\_trx\_id与creator\_trx\_id是相同的，就说明是当前事务更新的数据，是可见的；
2.  如果row\_trx\_id落到**绿色**部分：表示这个数据版本是已提交任务或者是当前事务自己生成的，是可见的；
3.  如果row\_trx\_id落到**红色**部分：表示这个数据版本是由将来的事务生成的，不可见；
4.  如果row\_trx\_id落到**黄色**部分（分两种情况）：
    
    1.  如果row\_trx\_id在“活跃”事务ID数组中，那么就是未提交事务，是不可见的；
    2.  如果row\_trx\_id不在“活跃”事务ID数组中，那么就是已提交事务，是可见的；

**查询**：在进行判断的时候，首先会拿到这条数据最新的数据版本，判断是否可见，如果不可见就通过DB\_ROLL\_PTR回滚到上一个版本，直到找到可见数据版本；  
**删除**：是一种特殊的更新，InnoDB会对每个数据版本设置一个标记位delete\_id，在删除时去判断是否被标记，如果标记了下次查找数据版本时，通过回滚指针跳过这个数据版本，再去寻找下一个数据版本；

### MVCC解决幻读了吗？ ###

**幻读**：两次查询读取到的数据总行数不一样；

**快照读**：每次查询生成一个快照ReadView，查询的数据从这个快照获取，那么在事务开启之后的增加和删除并不会影响之前生成的快照，快照读自然就解决了幻读；普通的select就是快照读；

**当前读**：读取数据的最新版本；常见的delete，insert，update，还有select for update，select in share mode都是当前读；当前读就不能解决幻读，需要加锁，使用Gap Lock（间隙锁）或者Next key Lock（Gap Lock间隙锁+Record Lock记录锁）；

### 为什么MySQL的RR解决了幻读？ ###

如果是标准SQL的隔离级别，RR是不能解决幻读的；但是MySQL的RR是可以的，使用的是间隙锁GapLock，在RR级别下，默认开启；在RC级别下是关闭的；

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