MVCC原理

缺乏、安全感 2022-10-30 04:27 124阅读 0赞

## 数据库并发带来的问题 ##

数据库并发会带来脏读、不可重复读、幻读等问题。

*  脏读：当前事务读取了其它事务未提交的数据；
 *  不可重复读：当前事务中，在相同的查询条件下前后读取的结果不一样，主要侧重于查询记录的某些列不一样；
 *  幻读：当前事务中，在相同的查询条件下前后读取的结果集不一样，主要侧重于查询记录的个数增加或减少；

## 数据库隔离级别 ##

数据库采用了事务的隔离级别来解决这些问题。

*  读未提交：当前事务可以读取其它事务未提交的数据，不解决脏读、不可重复读、幻读的问题；
 *  读已提交：当前事务可以读取其它事务已提交的数据，解决了脏读，但是不解决不可重复读、幻读的问题；
 *  可重复读：MySQL默认的隔离级别，解决脏读、不可重复读的问题，也解决了幻读的问题（通过行锁和间隙锁）；
 *  串行化：并发性最低，所有的事务按照顺序执行，解决了脏读、不可重复读、幻读的问题。

## 什么是MVCC ##

MVCC全称多版本并发控制，就是通过保存数据的历史版本，根据比较版本号来处理数据是否显示，从而达到在读操作的时候不会阻塞写操作，写操作的时候不会阻塞读操作，同时可以避免脏读和不可重复读。MySQL的可重复读级别就是用这种方法来处理的。

## 什么是快照读 ##

快照度可以理解为不加锁的查询操作就是快照读，它的底层原理就是MVCC，由于MVCC是多版本并发控制，所以使用快照读读取的记录不一定是最新的。

## MVCC实现原理 ##

MVCC主要由隐藏字段、undolog、read-view来完成。MVCC的目标是如何正确地得到快照结果。

### 隐藏字段 ###

隐藏字段包含：

*  roll\_pointer：回滚指针，指向这条记录的上一个版本；
 *  trx\_id：记录操作该数据事务的事务ID，也叫做版本号，主要用于版本比较，从而找到快照；
 *  db\_row\_id：隐藏ID，当创建的表没有聚簇索引的时候，会用该ID创建聚簇索引。

## undolog ##

undolog主要用于记录数据被修改之前的日志，在记录修改之前会先把数据拷贝到undolog中，当事务进行回滚时可以通过undolog里的日志进行数据还原。在MVCC多版本控制中，通过读取undolog历史版本数据实现不同的事务之前都有自己的快照数据。

## read view ##

在每个SQL语句执行之前都会得到一个read view，也叫做一致性视图。然后我们查询的数据结果跟read view的几个重要属性匹配从而得到正确的快照结果。  
read view的四个重要属性：

*  trx\_ids：未提交事务的版本号集合；
 *  low\_limit\_id：执行当前SQL时，当前系统中最大的事务版本号；
 *  up\_limit\_id：执行当前SQL时，当前系统中最小的事务版本号；
 *  creator\_trx\_id：执行当前SQL的事务版本号；
 *  如果当前查找到的数据的事务ID<最小事务版本号，说明该数据是当前事务开启之前就已经存在了，可以显示；
 *  如果当前查找到的数据的事务ID>最大事务版本号，说明该数据是当前事务开启之后才产生的，所以不可以显示；
 *  如果当前查找的数据的事务ID在最小事务版本号和最大事务版本号之间，说明该数据是当前事务开启后，还没有提交；
 *  这时候需要在**未提交的事务的版本号集合中**查找，如果查找到这个事务ID，说明数据还没有提交，如果还等于creator\_trx\_id，说明这个数据属于当前事务提交的，自己提交的数据是可以看到的；如果不等于，则说明不是当前事务提交的，不是自己提交的当然不能显示。如果事务ID不存在于**未提交的事务的版本号集合中**中，说明当前数据是已提交的，这种情况下可以显示。