Mysql基础11-MVCC机制

12.1概述

参考：MVCC实现原理
MVCC:mvcc多版本并发控制
在mysql innodb中主要是为了提高数据库并发性能，用更好的方式去处理读写冲突，做到即使有读写冲突时，也能做到不加索，非阻塞并发读
Mysql中的innoDB中就是使用这种方法来提高读写事务控制的、他大大提高了读写事务的并发性能，原因是MVCC是一种不采用锁来控制事物的方式，是一种非堵塞、同时还可以解决脏读，幻读，不可重复读等事务隔离问题，但不能解决更新丢失问题。

12.2 实现原理

mvcc的实现是通过保存数据在某个时间点的快照来实现的。也就是说不管需要执行多长时间，每个事物看到的数据都是一致的。
mvcc可以解决脏读、不可重复读，使用快照读解决了部分幻读问题，但是在修改时还是使用当前读，所以还是存在幻读问题，幻读问题最终就是使用间隙锁解决。

12.3.mvcc解决那些问题？

事务并发可能会产生以下问题：
脏读：读取其它事务未提交的数据。
不可重复读：一个事务在读取一条数据时，由于另一个事务修改了这条数据并且提交事务，再次读取时导致数据不一致
幻读：一个事务读取了某个范围的数据，同时另一个事务新增了这个范围的数据，再次读取发现俩次得到的结果不一致。

12.4、当前读和快照读

当前读：给读操作加上共享锁、排它锁，DML操作加上排它锁，这些都是当前读。当前读所读取的数据都是最新的，读取数据时加上锁，保证其它事物不能修改当前记录。
快照读：快照读的数据有可能不是最新的，而是之前版本的数据。
如何区分当前读和快照读
不加锁的简单的select都属于快照读；与之对应的则是当前读，给select加上共享锁、排它锁。

12.5、mvcc底层实现要素

在这之前需要知道MVCC只在REPEATABLE READ（可重复读）和 READ COMMITTED（已读提交）这俩种隔离级别下适用。
mvcc实现原理是通过隐藏字段（创建时版本号、回滚指针、删除版本号）、undo log 、Read view来实现的。

12.5.1、隐藏字段

在Innodb存储引擎中，在有聚簇索引的情况下每一行记录中都会隐藏俩个字段，如果没有聚簇索引则还有一个6byte的隐藏主键。
创建版本号：创建记录事务ID,记录事务id的DB_TRX_ID、大小为6bt
删除版本号：删除/修改记录事务ID。这里只是将字段标记为删除状态。
回滚指针：指向记录上一个版本

12.5.2、undo log

undo log 可以实现回滚操作来实现原子性，另外一个作用就是实现多版本控制 MVCC。
undo log细分为两种，insert时产生的undo log、update，delete时产生的undo log
在Innodb中insert产生的undo log在提交事务之后就会被删除，在事务回滚时需要,因为新插入的数据没有历史版本，所以无需维护undo log。
update和delete操作产生的undo log都属于一种类型，在事务回滚时需要，而且在快照读时也需要，则需要维护多个版本信息。只有在快照读和事务回滚不涉及该日志时，对应的日志才会被purge线程统一删除。
purge线程会清理undo log的历史版本，同样也会清理del flag标记的记录。
undo log 在mvcc中的作用就是 undo log 保存一个版本链，也就是上面回滚指针字段连接的,实际上对MVCC有帮助的是update undo log、undo log实际就是存在rollback中的旧记录链。。
当数据库执行select语句时会产生一致性试图read view。
read view是由查询时所有未提交事务ID组成的数组，数组中最小的事务ID为min_id和已创建的最大事务ID为max_id组成，查询的数据结果需要跟read-view做比较从而得到快照结果。
所以说undo log在mvcc中的作用就是为了根据存储的事务ID和一致性视图做对比，从而得到快照结果。

12.5.3、read view

当执行SQL语句查询时会产生一致性视图，也就是read-view，它是由查询的那一时间所有未提交事务ID组成的数组，和已经创建的最大事务ID组成的。
在这个数组中最小的事务ID被称之为min_id，最大事务ID被称之为max_id，查询的数据结果要根据read-view做对比从而得到快照结果。
于是就产生了以下的对比规则，这个规则就是使用当前的记录的trx_id跟read-view进行对比，对比规则如下。

12.5.3.1、版本链对比规则

如果落在trx_id<min_id，表示此版本是已经提交的事务生成的，由于事务已经提交所以数据是可见的
如果落在trx_id>max_id，表示此版本是由将来启动的事务生成的，是肯定不可见的
若在min_id<=trx_id<=max_id时
- 如果row的trx_id在数组中，表示此版本是由还没提交的事务生成的，不可见，但是当前自己的事务是可见的
- 如果row的trx_id不在数组中，表明是提交的事务生成了该版本，可见
- 在这里还有一个特殊情况那就是对于已经删除的数据，在之前的undo log日志讲述时说了update和delete是同一种类型的undo log，同样也可以认为delete就是update的特殊情况。
当删除一条数据时会将版本链上最新的数据复制一份，然后将trx_id修改为删除时的trx_id，同时在该记录的头信息中存在一个delete flag标记，将这个标记写上true，用来表示当前记录已经删除。
在查询时按照版本链的规则查询到对应的记录，如果delete flag标记位为true，意味着数据已经被删除，则不返回数据。

12.5.4 总结

对当前读、快照读理解，简单点说加锁就是当前读，不加锁的就是快照读。
mvcc实现的三大要素俩个隐式字段、回滚日志、read-view
俩个隐式字段：DB_TRX_ID：记录创建这条记录最后一次修改该记录的事务ID，DB_ROLL_PTR：回滚指针，指向这条记录的上一个版本
undo log在更新数据时会产生版本链，是read-view获取数据的前提
read-view当SQL执行查询语句时产生的，是由为提交的事务ID组成的数组和创建的最大事务ID组成的

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