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什么是 MVCC？

logycoconut2023/12/22大约 3 分钟MySQL

针对 MySQL 数据库的 innodb 引擎
详细分析请看《MySQL 是怎么运行的：从根儿上理解 MySQL》中的 MVCC 部分

基本概念

MVCC（Multi-Version Concurrency Control ，多版本并发控制）
指的是在 RC、RR 隔离级别下执行普通 SELECT 操作时访问记录的版本链的过程，这样子可以使不同事务的 读-写、写-读 操作并发执行，从而提高系统性能

实现原理

核心就在于 undo log 和 ReadView（一致性视图）

  • 通过 undo log 来保存多版本的数据
  • 通过 ReadView 保存当前活跃的事务列表

首先我们知道使用 innodb 引擎的表中，它的聚簇索引记录会包含 3 个隐藏列

  • row_id: 非必需，表中如果存在主键或非 Null 的 Unique 键时不包含：
  • trx_id：当有事务对某条聚簇索引记录进行改动时，会把该事务的事务 id 赋值给 trx_id
  • roll_pointer：每次对聚簇索引记录进行改动时，都会把旧的版本写入到 undo 日志 中，通过 roll_pointer 这个指针就可以找到该记录修改前的信息
    行的每一次改动都会生成 undo log，久而久之，就会形成一条版本链
    图片来自 《MySQL是怎么运行的：从根儿上理解 MySQL》

而 ReadView 呢，它最主要的目的就是判断版本链中的哪个版本是当前事务可见的
它包含 4 个重要的内容

  • m_ids：生成 ReadView 时，活跃的读写事务的事务 id 列表
  • min_trx_id：生成 ReadView 时，活跃的读写事务中最小的 事务 id，也就是 m_ids 的最新值
  • max_trx_id：生成 ReadView 时，系统应该分配给下一个事务的 id 值
    max_trx_id并不是m_ids中的最大值
  • creator_trx_id：生成该 ReadView 的事务的 事务 id
    只有在对表中的记录做改动时（执行 INSERT、DELETE、UPDATE 这些语句时）才会为事务分配事务 id，否则在一个只读事务中的事务 id 值都默认为 0
    image.png

在执行 SELECT 语句时，innodb 引擎会生成一个 ReadView，随后按照特定的规则决定具体能看到数据的哪个版本

  • 如果被访问记录的 trx_id 等于 creator_trx_id，则意味着当前事务在访问自己修改过的版本，可以被当前事务访问
  • 如果被访问记录的 trx_id 小于 min_trx_id，则意味着在查询前事务已经提交，可以被当前事务访问
  • 如果被访问记录的 trx_id 大于等于 max_trx_id，则意味着在生成 ReaView 后事务才开启，不可以被当前事务访问
  • 如果被访问记录的 trx_id 在 min_trx_id 与 max_trx_id 之间
    • 在 m_ids 中，事务仍然活跃，不能被访问
    • 不在 m_ids 中，事务已经被提交，可以被访问

按照这个规则，如果某个版本的数据对当前事务不可见的话，那就顺着版本链找到上一个版本的数据，继续按照上述规则判断可见性，直到最后一个版本

RC 和 RR 事务隔离级别的区别

直接说结论

  • RC：每次读取数据前都生成一个 ReadView
  • RR：只在事务第一次执行查询语句时才会生成一个 ReadView

所以，RR 隔离级别下，每次查询数据时用的都是同一个 ReadView，才能做到可重复读
而在 RC 隔离级别下，每次查询时，都可能有其他事务正常提交，导致 ReadView 中的 max_trx_id ，m_ids 发生变化，于是可以读取到已经提交的数据