【面试题】MVCC多版本并发控制

多版本并发控制指的就是维护一个数据的多个版本，，是得读写操作没有冲突；MVCC和锁（排他锁）也是事务隔离性的保证

就好比以下的例子，我们查询id为30的记录到底是查询的是哪个事务所有修改的数据呢？这个就是MVCC的特点了，MVCC可保证我们读写操作没有冲突

MVCC的具体实现，主要是依赖于数据库记录中的隐式字段、undo log日志、readView。下面就来介绍一下这几个组成作用都是什么

隐式字段

隐藏字段是指：在mysql中给每个表都设置了隐藏字段其中包括以下三种：

• DB_Trx_Id：最近修改事务的ID，记录插入这条记录或最后一次修改记录的事务ID
• DB_Roll_Ptr：回滚指针，只想这条记录的上一个版本，用于配合undo log，指向上一个版本
• DB_Row_Id：隐藏主键，如果表结构没有指定主键，那么将会自动生成一个隐藏字段

Undo Log

回滚日志，在insert、update、delete的时候产生一个与之相反的sql（如insert的命令则在日志中加一个delete语句），便于数据回滚的日志

当insert的时候，产生的undo log日志只在回滚时需要，在事务提交后，可被立即删除

而update、delete的时候，产生的undo log日志不仅在回滚时需要，MVCC版本访问也需要，不会立即被删除

Undo log版本链

undo 日志版本链是指一行数据被多个事务依次修改过后，MySQL 会为每个事务保留修改前的数据 undo 回滚日志，并通过两个隐藏字段trx_id（表示更新本行数据的事务 id）和roll_pointer（表示回滚指针，它指向该行数据上一个版本的 undo 日志）将这些 undo 日志串联起来形成的一个历史记录版本链

以下就是上述例子中的undo log版本链：

 不同事务或相同事务对同一条记录进行修改，会导致该记录的undolog生成一条记录版本链表，链表的头部是最新的旧记录，链表尾部是最早的旧记录

ReadView

ReadView（读视图）是快照读Sql执行时MVCC提取提取数据的依据，记录并且维护当前活跃的事务（未提交的）id

当前读：读取的是记录的最新版本，读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁。对于我们日常的操作，如select ... lock in share mode(共享锁)，select ... for update、update、insert、delete(排他锁)都是一种当前读

 快照读：简单的select（不加锁）就是快照读，读取的是记录数据的可见版本，有可能是历史数据，不加锁，是非阻塞读，在不同的隔离级别之下，生成快照读的时机是不同的

• Read Committed：每次select都会生成一个快照读
• Repeatable Read：开启事务后第一个select语句才是快照读的地方，后序会复用该快照读

在ReadView中包含四个核心字段：

以下是关于MVCC版本链数据访问规则：

• trx_id == creator_trx_id 可以访问该版本
  成立，说明数据是当前这个事务更改的。

• trx_id < min_trx_id 可以访问该版本
  成立，说明数据已经提交了。

• trx_id > max_trx_id 不可以访问该版本
  成立，说明该事务是在ReadView生成后才开启。

• min_trx_id <= trx_id <= max_trx_id 如果trx_id不在m_ids中是可以访问该版本
  成立，说明数据已经提交。

下面会以下述的事务执行顺序表来进行说明不同隔离级别的快照读

在RC的隔离级别下，每次select都会生成一个快照读，生成的快照如下：

根据版本链访问规则可知，第一次生成的快照读访问的是事务2，第二次生成的快照读访问的是事务3： 

由此可知在RC级别下，可知每次快照读都是访问已经提交的事务

在RR的隔离级别下，只有事务第一次执行的时候会生成一个快照读，生成的快照如下：

 可知两次select读取的都是事务2

总结

其中mvcc的意思是多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突，它的底层实现主要是分为了三个部分，第一个是隐藏字段， 第二个是undo log日志，第三个是readView读视图

隐藏字段是指：在mysql中给每个表都设置了隐藏字段，有一个是trx_id(事 务id)，记录每一次操作的事务id，是自增的；另一个字段是roll_pointer(回 滚指针)，指向上一个版本的事务版本记录地址

undo log主要的作用是记录回滚日志，存储老版本数据，在内部会形成一个版本链，在多个事务并行操作某一行记录，记录不同事务修改数据的版本， 通过roll_pointer指针形成一个链表

readView解决的是一个事务查询选择版本的问题，在内部定义了一些匹配规 则和当前的一些事务id判断该访问那个版本的数据，不同的隔离级别快照读 是不一样的，最终的访问的结果不一样。如果是rc隔离级别，每一次执行快 照读时生成ReadView，如果是rr隔离级别仅在事务中第一次执行快照读时生 成ReadView，后续复用