什么是 MVCC

上一篇文章我們說到數(shù)據(jù)庫的四種事務隔離級別，可以通過加鎖的方式來實現(xiàn)，只是效率太低，事實上，MySQL 是通過 MVCC（多版本并發(fā)控制）來實現(xiàn)的。

具體原理有一點點復雜，需要你用點心才能看懂，今天我們就以「可重復讀隔離級別」為例來詳細說明其具體原理。

假設數(shù)據(jù)庫有如下記錄。

我們都知道 InnoDB 引擎下，每一個事務都有一個事務 ID，叫做 transaction id，是在事務開始時系統(tǒng)自動分配的，且該 id 是遞增的。同時這個 id 也會記錄在數(shù)據(jù)行上面。言外之意就是數(shù)據(jù)庫表的每行記錄是有多個版本的，用事務 ID 來標示這行記錄是屬于哪個事務操作的。既然是有多個版本，那怎么拿到舊版本的數(shù)據(jù)記錄呢，答案就是在添加一個指針，指向前一個事務 ID 標識的記錄。

而這個指針就是我們通常訴所說的 undo log，事實上，舊版本的行記錄都不是物理存在的，而是通過 undo log 實時計算出來的。

一致性視圖

好了，了解了行記錄事務 ID 和回滾指針的概念之后，我們來看看一致性視圖。

當在一個事務 A 中查詢數(shù)據(jù)時，只需要確定行記錄的數(shù)據(jù)版本是否在事務 A 啟動之前生成的即可，如若是，則可見；否則不可見，則需通過回滾指針找到上一個版本來繼續(xù)判斷屬否可見，

因此，就需要在事務啟動時，為該事務構(gòu)造一個事務數(shù)組，用來保存該事務啟動瞬間，系統(tǒng)中正在活躍的所有事務 ID，也就是啟動了但還未提交的事務 ID。

數(shù)組中的最小值我們簡記為低位，系統(tǒng)中的最大事務 ID 記錄為高位，正是這個高位和視圖數(shù)組組成了我們說的「一致性視圖」。

因此，對于任何一個事務 A 來說，任何數(shù)據(jù)版本的可見行都可以通過一致性視圖來得到。

1. 如果數(shù)據(jù)版本小于低位，說明是已經(jīng)提交的記錄，則可見。
2. 如果大于高位，說明是由未來的事務生成的，則不可見。
3. 如果在高位和低位之間：
1. 若在數(shù)組中，說民該事務還未提交，則不可見，
2. 如果不在數(shù)組中，說明該事務是已經(jīng)提交了的，則可見。

實戰(zhàn)分析

我們針對上圖的數(shù)據(jù)記錄，假設有以下三個事務，我們來具體分析下，其一致性視圖是怎么樣的。

假設（1，1）這行記錄的事務 ID 是 90；事務 A 開啟前，系統(tǒng)里面只有一個活躍的事務，ID = 99；事務 A、B、C 的版本號分別是 100、101、102。

現(xiàn)在，事務 A、B、C 的視圖數(shù)組和高位分別是[99,100]/101，[99,100,101]/102，[99,100,101,102]/103。

你要知道，讀取數(shù)據(jù)是從當前版本往前讀的，對于事務 A 來說：

1. 當讀取到 （1,3） 的時候，事務 ID = 101，高于高位，不可見。
2. 往前讀取歷史版本（1,2），事務 ID = 102，高于高位，不可見。
3. 繼續(xù)往前讀取歷史版本（1,1），事務 ID = 90，低于低位，可見。

這樣，我們就通過一致性視圖和事務 ID 找到了可見的數(shù)據(jù)版本，不論事務 A 是什么時候查詢的，看到的記錄都是一致的。

讀提交

上面我們分析了可重復讀隔離級別下的一致性視圖，那么在讀取提交的隔離級別下，又是怎么樣的呢？

事實上，他們最主要的區(qū)別就是一致性視圖的創(chuàng)建時間不一樣，對于可重復讀隔離級別，一致性視圖是在事務開啟時刻生成的，之后在該事務中的查詢都共用這個一個視圖。而對于讀提交隔離級別，每一個語句執(zhí)行前都會生成一個新的視圖。

因此，事務 A、B、C 的視圖數(shù)組和高位分別是[99,100,101]/103，[99,101]/103，[99,102]/103。

對于事務 A 來說：

1. 當讀取到 （1,3） 的時候，事務 ID = 101，在數(shù)組中，不可見。
2. 往前讀取歷史版本（1,2），事務 ID = 102，不在數(shù)組中，可見。

總結(jié)

今天我們學習了 MVCC（多版本并發(fā)控制）的底層實現(xiàn)方式，雖然過程略顯復雜，但這保證了在不加鎖的情況下，保證了可重復讀，和讀提交。讀寫不互相干擾，能極大的提高并發(fā)能力。

別看上面的分析步驟較復雜，事實上我們只需要記住以下兩條規(guī)則即可。在可重復讀隔離級別下，查詢只能看到在事務啟動前已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)。在讀提交隔離級別下，查詢只能看到在語句啟動前已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)。

參考

極客時間 「MySQL實戰(zhàn)45講 08節(jié)」。