MVCC的实现原理

简介

MVCC（Multi-Version Concurrency Control）即多版本并发控制。

MVCC的实现原理

我们在了解MVCC之前，首先先了解一下几个比较常见的锁。

**读锁：**也叫共享锁、S锁，若事务T对数据对象A加上S锁，则事务T可以读A但不能修改A，其他事务只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的S 锁。这保证了其他事务可以读A，但在T释放A上的S锁之前不能对A做任何修改。
**写锁：**又称排他锁、X锁。若事务T对数据对象A加上X锁，事务T可以读A也可以修改A，其他事务不能再对A加任何锁，直到T释放A上的锁。这保证了其他事务在T释放A上的锁之前不能再读取和修改A。
**表锁：**操作对象是数据表。Mysql大多数锁策略都支持，是系统开销最低但并发性最低的一个锁策略。事务t对整个表加读锁，则其他事务可读不可写，若加写锁，则其他事务增删改都不行。
**行级锁：**操作对象是数据表中的一行。是MVCC技术用的比较多的。行级锁对系统开销较大，但处理高并发较好。

MVCC使得大部分支持行锁的事务引擎，不再单纯的使用行锁来进行数据库的并发控制，取而代之的是把数据库的行锁与行的多个版本结合起来，只需要很小的开销,就可以实现非锁定读，从而大大提高数据库系统的并发性能。

MVCC工作过程

InnoDB的MVCC，是通过在每行纪录后面保存两个隐藏的列来实现的。这两个列，一个保存了行的创建版本号，一个保存了行的删除版本号。每开始一个新的事务，系统版本号都会自动递增。事务开始时刻的系统版本号会作为事务的版本号，用来和查询到的每行纪录的版本号进行比较。在REPEATABLE READ隔离级别下，MVCC具体的操作如下：

undo log
在不考虑redo log 的情况下利用undo log工作的简化过程为：

1）为了保证数据的持久性数据要在事务提交之前持久化
2）undo log的持久化必须在在数据持久化之前，这样才能保证系统崩溃时，可以用undo log来回滚事务

Innodb中的隐藏列

Innodb通过undo log保存了已更改行的旧版本的信息的快照。
InnoDB的内部实现中为每一行数据增加了三个隐藏列用于实现MVCC。

SELECT

InnoDB会根据以下两个条件检查每行纪录：

1. InnoDB只查找版本早于当前事务版本的数据行，即，行的系统版本号小于或等于事务的系统版本号，这样可以确保事务读取的行，要么是在事务开始前已经存在的，要么是事务自身插入或者修改过的。
2. 行的删除版本，要么未定义，要么大于当前事务版本号。这样可以确保事务读取到的行，在事务开始之前未被删除。

只有符合上述两个条件的纪录，才能作为查询结果返回。

INSERT

InnoDB为插入的每一行保存当前系统版本号作为行版本号。

DELETE

InnoDB为删除的每一行保存当前系统版本号作为行删除标识。

UPDATE

InnoDB为插入一行新纪录，保存当前系统版本号作为行版本号，同时，保存当前系统版本号到原来的行作为行删除标识。

https://www.jianshu.com/p/8845ddca3b23

一文理解Mysql MVCC - 知乎 (zhihu.com)

深入理解 MySQL 的 MVCC 机制 - 云+社区 - 腾讯云 (tencent.com)

全网最全的一篇数据库MVCC详解，不全我负责-mysql教程-PHP中文网

https://blog.csdn.net/u010002184/article/details/88526708 三个日志

MVCC优缺点

MVCC在大多数情况下代替了行锁，实现了对读的非阻塞，读不加锁，读写不冲突。缺点是每行记录都需要额外的存储空间，需要做更多的行维护和检查工作。

补充：

1.MVCC手段只适用于Msyql隔离级别中的读已提交（Read committed）和可重复读（Repeatable Read）。

2.Read uncimmitted由于存在脏读，即能读到未提交事务的数据行，所以不适用MVCC.

原因是MVCC的创建版本和删除版本只要在事务提交后才会产生。

3.串行化由于是会对所涉及到的表加锁，并非行锁，自然也就不存在行的版本控制问题。

4.通过以上总结，可知，MVCC主要作用于事务性的，有行锁控制的数据库模型。

对MVCC的了解就先说这些（未完待续），后面会有对read view介绍。