簡(jiǎn)介

MVCC（Multi-Version Concurrency Control）多版本并發(fā)控制，是用來(lái)在數(shù)據(jù)庫(kù)中控制并發(fā)的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)用的。

在MySQL中，MVCC只在讀取已提交（Read Committed）和可重復(fù)讀（Repeatable Read）兩個(gè)事務(wù)級(jí)別下有效。其是通過(guò)Undo日志中的版本鏈和ReadView一致性視圖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

MVCC就是在多個(gè)事務(wù)同時(shí)存在時(shí)，SELECT語(yǔ)句找尋到具體是版本鏈上的哪個(gè)版本，然后在找到的版本上返回其中所記錄的數(shù)據(jù)的過(guò)程。

首先需要知道的是，在MySQL中，會(huì)默認(rèn)為我們的表后面添加三個(gè)隱藏字段：

• DB_ROW_ID：行ID，MySQL的B+樹(shù)索引特性要求每個(gè)表必須要有一個(gè)主鍵。如果沒(méi)有設(shè)置的話(huà)，會(huì)自動(dòng)尋找第一個(gè)不包含NULL的唯一索引列作為主鍵。如果還是找不到，就會(huì)在這個(gè)DB_ROW_ID上自動(dòng)生成一個(gè)唯一值，以此來(lái)當(dāng)作主鍵（該列和MVCC的關(guān)系不大）；
• DB_TRX_ID：事務(wù)ID，記錄的是當(dāng)前事務(wù)在做INSERT或UPDATE語(yǔ)句操作時(shí)的事務(wù)ID（DELETE語(yǔ)句被當(dāng)做是UPDATE語(yǔ)句的特殊情況，后面會(huì)進(jìn)行說(shuō)明）；
• DB_ROLL_PTR：回滾指針，通過(guò)它可以將不同的版本串聯(lián)起來(lái)，形成版本鏈。相當(dāng)于鏈表的next指針。

（注意，添加的隱藏字段并不是很多人認(rèn)為的創(chuàng)建時(shí)間和刪除時(shí)間，同時(shí)在MySQL中MVCC的實(shí)現(xiàn)也不是通過(guò)什么快照來(lái)實(shí)現(xiàn)的。之所以有這種說(shuō)法可能是源自于《高性能MySQL》一書(shū)中對(duì)MySQL中MVCC的錯(cuò)誤結(jié)論，然后就人云亦云傳開(kāi)了（注意，我這里一直強(qiáng)調(diào)的是MySQL中MVCC的實(shí)現(xiàn)，是因?yàn)樵诓煌臄?shù)據(jù)庫(kù)中可能會(huì)有不同的實(shí)現(xiàn)）。所以說(shuō)看源碼和看官方文檔才是最權(quán)威的解釋?zhuān)?/p>

ReadView

ReadView一致性視圖主要是由兩部分組成：所有未提交事務(wù)的ID數(shù)組和已經(jīng)創(chuàng)建的最大事務(wù)ID組成（實(shí)際上ReadView還有其他的字段，但不影響這里對(duì)MVCC的講解）。

比如：[100,200],300。事務(wù)100和200是當(dāng)前未提交的事務(wù)，而事務(wù)300是當(dāng)前創(chuàng)建的最大事務(wù)（已經(jīng)提交了）。

當(dāng)執(zhí)行SELECT語(yǔ)句的時(shí)候會(huì)創(chuàng)建ReadView，但是在讀取已提交和可重復(fù)讀兩個(gè)事務(wù)級(jí)別下，生成ReadView的策略是不一樣的：讀取已提交級(jí)別是每執(zhí)行一次SELECT語(yǔ)句就會(huì)重新生成一份ReadView，而可重復(fù)讀級(jí)別是只會(huì)在第一次SELECT語(yǔ)句執(zhí)行的時(shí)候會(huì)生成一份，后續(xù)的SELECT語(yǔ)句會(huì)沿用之前生成的ReadView（即使后面有更新語(yǔ)句的話(huà)，也會(huì)繼續(xù)沿用）。

版本鏈

所有版本的數(shù)據(jù)都只會(huì)存一份，然后通過(guò)回滾指針連接起來(lái)，之后就是通過(guò)一定的規(guī)則找到具體是哪個(gè)版本上的數(shù)據(jù)就行了。

假設(shè)現(xiàn)在有一張account表，其中有id和name兩個(gè)字段，那么版本鏈的示意圖如下：

而具體版本鏈的比對(duì)規(guī)則如下，首先從版本鏈中拿出最上面第一個(gè)版本的事務(wù)ID開(kāi)始逐個(gè)往下進(jìn)行比對(duì)：

（其中min_id指向ReadView中未提交事務(wù)數(shù)組中的最小事務(wù)ID，而max_id指向ReadView中的已經(jīng)創(chuàng)建的最大事務(wù)ID）

如果落在綠色區(qū)間（DB_TRX_ID < min_id）：這個(gè)版本比min_id還?。ㄊ聞?wù)ID是從小往大順序生成的），說(shuō)明這個(gè)版本在SELECT之前就已經(jīng)提交了，所以這個(gè)數(shù)據(jù)是可見(jiàn)的?；蛘撸ㄟ@里是短路或，前面條件不滿(mǎn)足才會(huì)判斷后面這個(gè)條件）這個(gè)版本的事務(wù)本身就是當(dāng)前SELECT語(yǔ)句所在事務(wù)的話(huà)，也是一樣可見(jiàn)的；

如果落在紅色區(qū)間（DB_TRX_ID > max_id）：表示這個(gè)版本是由將來(lái)啟動(dòng)的事務(wù)來(lái)生成的，當(dāng)前還未開(kāi)始，那么是不可見(jiàn)的；

如果落在黃色區(qū)間（min_id <= DB_TRX_ID <= max_id）：這個(gè)時(shí)候就需要再判斷兩種情況：

• 如果這個(gè)版本的事務(wù)ID在ReadView的未提交事務(wù)數(shù)組中，表示這個(gè)版本是由還未提交的事務(wù)生成的，那么就是不可見(jiàn)的；
• 如果這個(gè)版本的事務(wù)ID不在ReadView的未提交事務(wù)數(shù)組中，表示這個(gè)版本是已經(jīng)提交了的事務(wù)生成的，那么是可見(jiàn)的。

如果在上述的判斷中發(fā)現(xiàn)當(dāng)前版本是不可見(jiàn)的，那么就繼續(xù)從版本鏈中通過(guò)回滾指針拿取下一個(gè)版本來(lái)進(jìn)行上述的判斷。

演示過(guò)程

下面通過(guò)一個(gè)示例來(lái)具體演示MVCC的執(zhí)行過(guò)程（假設(shè)是在可重復(fù)讀事務(wù)級(jí)別下），當(dāng)前account表中已經(jīng)有了一條初始數(shù)據(jù)（id=1,name=monkey）：

從左往右分別是五個(gè)事務(wù)，從上到下是時(shí)刻點(diǎn)。其中在第2和3時(shí)刻點(diǎn)中事務(wù)100和事務(wù)200（這里兩個(gè)事務(wù)之間相差100只是為了更加方便去看，正常來(lái)說(shuō)下個(gè)事務(wù)的ID是以+1的方式來(lái)創(chuàng)建的）分別執(zhí)行了一條UPDATE語(yǔ)句，這兩條語(yǔ)句并無(wú)實(shí)際作用，只是為了生成事務(wù)ID的，所以在下面的MVCC執(zhí)行過(guò)程中就不分析這兩條語(yǔ)句所帶來(lái)的影響了，我們只研究account表。而其中最后兩個(gè)事務(wù)，我是注明沒(méi)有事務(wù)ID的。因?yàn)槭聞?wù)ID是執(zhí)行一條更新操作（增刪改）的語(yǔ)句后才會(huì)生成（這也是事務(wù)100和事務(wù)200要先執(zhí)行一條更新語(yǔ)句的意義），并不是開(kāi)啟事務(wù)的時(shí)候就會(huì)生成。最后兩個(gè)事務(wù)中可以看到就是執(zhí)行了一些SELECT語(yǔ)句而已，所以它們并沒(méi)有事務(wù)ID。

首先來(lái)看一下初始狀態(tài)時(shí)的版本鏈和ReadView（ReadView此時(shí)還未生成）：

其中事務(wù)1在account表中創(chuàng)建了一條初始數(shù)據(jù)。

• 之后在第1時(shí)刻點(diǎn)，五個(gè)事務(wù)分別開(kāi)啟了事務(wù)（如上所說(shuō)，這個(gè)時(shí)候還沒(méi)有生成事務(wù)ID）。
• 在第2時(shí)刻點(diǎn)，第一個(gè)事務(wù)執(zhí)行了一條UPDATE語(yǔ)句，生成了事務(wù)ID為100。
• 在第3時(shí)刻點(diǎn)，第二個(gè)事務(wù)執(zhí)行了一條UPDATE語(yǔ)句，生成了事務(wù)ID為200。
• 在第4時(shí)刻點(diǎn)，第三個(gè)事務(wù)執(zhí)行了一條UPDATE語(yǔ)句，將account表中id為1的name改為了monkey301。同時(shí)生成了事務(wù)ID為300。
• 在第5時(shí)刻點(diǎn)，事務(wù)300也就是上面的事務(wù)執(zhí)行了commit操作。
• 在第6時(shí)刻點(diǎn)，第四個(gè)事務(wù)執(zhí)行了一條SELECT語(yǔ)句，想要查詢(xún)一下當(dāng)前id為1的數(shù)據(jù)（如上所說(shuō)，該事務(wù)沒(méi)有生成事務(wù)ID）。

此時(shí)的版本鏈和ReadView如下：

因?yàn)樵诘?時(shí)刻點(diǎn)，事務(wù)300已經(jīng)commit了，所以ReadView的未提交事務(wù)數(shù)組中不包含它。此時(shí)根據(jù)上面所說(shuō)的比對(duì)規(guī)則，拿版本鏈中的第一個(gè)版本的事務(wù)ID為300進(jìn)行比對(duì)，首先當(dāng)前這條SELECT語(yǔ)句沒(méi)有在事務(wù)300中進(jìn)行查詢(xún)，然后發(fā)現(xiàn)是落在黃色區(qū)間，而且事務(wù)300也沒(méi)有在ReadView的未提交事務(wù)數(shù)組中，所以是可見(jiàn)的。即此時(shí)在第6時(shí)刻點(diǎn)，第四個(gè)事務(wù)所查找到的結(jié)果是monkey301。

• 在第7時(shí)刻點(diǎn)，事務(wù)100執(zhí)行了一條UPDATE語(yǔ)句，將account表中id為1的name改為了monkey101。
• 在第8時(shí)刻點(diǎn)，事務(wù)100又執(zhí)行了一條UPDATE語(yǔ)句，將account表中id為1的name改為了monkey102。
• 在第9時(shí)刻點(diǎn)，第四個(gè)事務(wù)執(zhí)行了一條SELECT語(yǔ)句，想要查詢(xún)一下當(dāng)前id為1的數(shù)據(jù)。

此時(shí)的版本鏈和ReadView如下：

注意，因?yàn)楫?dāng)前是在可重復(fù)讀的事務(wù)級(jí)別下，所以此時(shí)的ReadView沿用了在第6時(shí)刻點(diǎn)生成的ReadView（如果是在讀取已提交的事務(wù)級(jí)別下，此時(shí)就會(huì)重新生成一份ReadView了）。然后根據(jù)上面所說(shuō)的比對(duì)規(guī)則，拿版本鏈中的第一個(gè)版本的事務(wù)ID為100進(jìn)行比對(duì)，首先當(dāng)前這條SELECT語(yǔ)句沒(méi)有在事務(wù)100中進(jìn)行查詢(xún)，然后發(fā)現(xiàn)是落在黃色區(qū)間，而且事務(wù)100是在ReadView的未提交事務(wù)數(shù)組中，所以是不可見(jiàn)的。此時(shí)通過(guò)回滾指針拿取下一個(gè)版本，發(fā)現(xiàn)事務(wù)ID仍然為100，經(jīng)過(guò)分析后還是不可見(jiàn)的。此時(shí)又拿取下一個(gè)版本：事務(wù)ID為300進(jìn)行比對(duì)，首先當(dāng)前這條SELECT語(yǔ)句沒(méi)有在事務(wù)300中進(jìn)行查詢(xún)，然后發(fā)現(xiàn)是落在黃色區(qū)間，但是事務(wù)300沒(méi)有在ReadView的未提交事務(wù)數(shù)組中，所以是可見(jiàn)的。即此時(shí)在第9時(shí)刻點(diǎn)，第四個(gè)事務(wù)所查找到的結(jié)果仍然是monkey301（這也就是可重復(fù)讀的含義）。

• 在第10時(shí)刻點(diǎn)，事務(wù)100commit提交事務(wù)了。同時(shí)事務(wù)200執(zhí)行了一條UPDATE語(yǔ)句，將account表中id為1的name改為了monkey201。
• 在第11時(shí)刻點(diǎn)，事務(wù)200又執(zhí)行了一條UPDATE語(yǔ)句，將account表中id為1的name改為了monkey202。
• 在第12時(shí)刻點(diǎn)，第四個(gè)事務(wù)執(zhí)行了一條SELECT語(yǔ)句，想要查詢(xún)一下當(dāng)前id為1的數(shù)據(jù)。

此時(shí)的版本鏈和ReadView如下：

跟第9時(shí)刻點(diǎn)一樣，在可重復(fù)讀的事務(wù)級(jí)別下，ReadView沿用了在第6時(shí)刻點(diǎn)生成的ReadView。然后根據(jù)上面所說(shuō)的比對(duì)規(guī)則，拿版本鏈中的第一個(gè)版本的事務(wù)ID為200進(jìn)行比對(duì)，首先當(dāng)前這條SELECT語(yǔ)句沒(méi)有在事務(wù)200中進(jìn)行查詢(xún)，然后發(fā)現(xiàn)是落在黃色區(qū)間，而且事務(wù)200是在ReadView的未提交事務(wù)數(shù)組中，所以是不可見(jiàn)的。此時(shí)通過(guò)回滾指針拿取下一個(gè)版本，發(fā)現(xiàn)事務(wù)ID仍然為200，經(jīng)過(guò)分析后還是不可見(jiàn)的。此時(shí)又拿取下一個(gè)版本：事務(wù)ID為100進(jìn)行比對(duì)，首先當(dāng)前這條SELECT語(yǔ)句沒(méi)有在事務(wù)100中進(jìn)行查詢(xún)，然后發(fā)現(xiàn)是落在黃色區(qū)間內(nèi)，同時(shí)在ReadView的未提交數(shù)組中，所以依然是不可見(jiàn)的。此時(shí)又拿取下一個(gè)版本，發(fā)現(xiàn)事務(wù)ID仍然為100，經(jīng)過(guò)分析后還是不可見(jiàn)的。此時(shí)再拿取下一個(gè)版本：事務(wù)ID為300進(jìn)行比對(duì)，首先當(dāng)前這條SELECT語(yǔ)句沒(méi)有在事務(wù)300中進(jìn)行查詢(xún)，然后發(fā)現(xiàn)是落在黃色區(qū)間，但是事務(wù)300沒(méi)有在ReadView的未提交事務(wù)數(shù)組中，所以是可見(jiàn)的。即此時(shí)在第12時(shí)刻點(diǎn)，第四個(gè)事務(wù)所查找到的結(jié)果仍然是monkey301。

同時(shí)在第12時(shí)刻點(diǎn)，第五個(gè)事務(wù)執(zhí)行了一條SELECT語(yǔ)句，想要查詢(xún)一下當(dāng)前id為1的數(shù)據(jù)。

此時(shí)的版本鏈和ReadView如下：

注意，此時(shí)第五個(gè)事務(wù)因?yàn)槭窃撌聞?wù)內(nèi)的第一條SELECT語(yǔ)句，所以會(huì)重新生成在當(dāng)前情況下的ReadView，即上圖中所示的內(nèi)容?？梢钥吹剑偷谒膫€(gè)事務(wù)生成的ReadView并不一樣，因?yàn)樵谥暗牡?0時(shí)刻點(diǎn)，事務(wù)100已經(jīng)提交事務(wù)了。然后根據(jù)上面所說(shuō)的比對(duì)規(guī)則，拿版本鏈中的第一個(gè)版本的事務(wù)ID為200進(jìn)行比對(duì)，首先當(dāng)前這條SELECT語(yǔ)句沒(méi)有在事務(wù)200中進(jìn)行查詢(xún)，然后發(fā)現(xiàn)是落在黃色區(qū)間，而且事務(wù)200是在ReadView的未提交事務(wù)數(shù)組中，所以是不可見(jiàn)的。此時(shí)通過(guò)回滾指針拿取下一個(gè)版本，發(fā)現(xiàn)事務(wù)ID仍然為200，經(jīng)過(guò)分析后還是不可見(jiàn)的。此時(shí)又拿取下一個(gè)版本：事務(wù)ID為100進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)是在綠色區(qū)間，所以是可見(jiàn)的。即此時(shí)在第12時(shí)刻點(diǎn)，第五個(gè)事務(wù)所查找到的結(jié)果是monkey102（可以看到，即使是同一條SELECT語(yǔ)句，在不同的事務(wù)中，查詢(xún)出來(lái)的結(jié)果也可能是不同的，究其原因就是因?yàn)镽eadView的不同）。

• 在第13時(shí)刻點(diǎn)，事務(wù)200執(zhí)行了commit操作，整段分析過(guò)程結(jié)束。

以上演示的就是MVCC的具體執(zhí)行過(guò)程，在多個(gè)事務(wù)下，版本鏈和ReadView是如何配合進(jìn)行查找的。上面還遺漏了一種情況沒(méi)有進(jìn)行說(shuō)明，就是如果是DELETE語(yǔ)句的話(huà)，也會(huì)在版本鏈上將最新的數(shù)據(jù)插入一份，然后將事務(wù)ID賦值為當(dāng)前進(jìn)行刪除操作的事務(wù)ID。但是同時(shí)會(huì)在該條記錄的信息頭（record header）里面的deleted_flag標(biāo)記位置為true，以此來(lái)表示當(dāng)前記錄已經(jīng)被刪除。所以如果經(jīng)過(guò)版本比對(duì)后發(fā)現(xiàn)找到的版本上的deleted_flag標(biāo)記位為true的話(huà)，那么也不會(huì)返回，而是繼續(xù)尋找下一個(gè)。

另外，如果當(dāng)前事務(wù)執(zhí)行rollback回滾的話(huà)，會(huì)把版本鏈中屬于該事務(wù)的所有版本都刪除掉。

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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