在 MySQL 中，MVCC （多版本并发控制）主要解决并发访问数据库带来的一系列问题。

例如，读写之间阻塞的问题、减少死锁的发生、解决一致性读（快照读）的问题。

MVCC 可以在尽量减少锁使用的情况下，用更高效、更好的方式去处理读写冲突，极大提高了数据库并发性能。

本篇主要深入理解 MVCC（多版本并发控制）原理。

PS.

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01

什么是 MVCC

MVCC ，即多版本并发控制，全拼 Version Concurrency Control 。

MVCC 为每个事务创建多个数据版本，每个版本对应一个特定时间点的数据库状态，不同事务可以基于各自的时间点来进行读取和写入操作，而不会相互干扰。

02

什么是当前读、快照读？

在深入MVCC 前，有必要先了解下 MySQL InnoDB 的当前读和快照读。

当前读和快照读是 MVCC 机制下的两种不同读取数据的方式，分别适用于不同的应用场景。

当前读（Current Read）

当前读是指事务在读取数据时，要读取最新提交的数据版本。当前读可以读取其他事务已经提交的数据，如果当前事务有未提交的修改，也会读取自己所做的修改，可能读取到未提交的数据。当前读适用于需要读取最新数据状态的场景，例如，对账户余额的实时查询。需要注意的是，在并发环境下，当前读可能会引发一致性问题。

快照读（Snapshot Read）

快照读，又称为一致性读，是指事务在读取数据时，会读取一个事务开始时的数据版本，即创建事务时的快照。快照读只会读取已提交的数据版本，不会读取其他事务未提交的数据。快照读适用于需要事务隔离和数据一致性的场景。例如，在事务内部进行多次读取操作。快照读能够提供事务开始时的数据一致性视图，避免了并发冲突和未提交数据的影响，但可能不够实时。

主要根据事务隔离级别和应用需求的不同，来选择适合的读取方式。

03

MVCC 的作用

数据库的三种并发场景是读 - 读、读 - 写、写 - 写。

读 - 读：不存在任何问题，也不需要并发控制；读 - 写：有线程安全问题，事务可能出现隔离性问题，例如脏读、幻读、不可重复读；写 - 写：有线程安全问题，可能存在更新丢失问题。

在 MySQL InnoDB 中，MVCC 主要解决并发访问数据库带来的一系列问题：

读写之间阻塞的问题；减少死锁的发生；解决一致性读（快照读）的问题。

MVCC 支持数据库的不同事务隔离级别，例如读未提交、读已提交、可重复读和串行化。

在多个事务同时读取和修改数据库时，MVCC 可以在尽量减少锁使用的情况下，用更高效、更好的方式去处理读写冲突，即便出现了读写冲突，也可以做到不加锁、非阻塞并发读，极大提高了数据库并发性能。

PS. 脏写最为严重，四种隔离级别都不允许出现脏写，因此没有脏写。

04

MVCC 的实现原理

在 InnoDB 存储引擎为每行数据添加了三个隐藏字段：trx_id、roll_pointer、row_id。

MVCC 的实现主要依赖于这三个隐藏字段、Undo log 及 ReadView。

版本链在每次进行 update 或者 delete 操作时，会将每次的操作详细记录在 undo log 中。

每条 undo log 中，都记录了 rol_pointer 信息，通过 roll_pointer 进行关联，可以构成数据的版本链。

一个记录会被一堆事务进行修改，一个记录中就会存在很多 Undo log。

那对某个事务来说，这么多 Undo log，到底应该选择哪些 Undo log 执行回滚呢？

即，哪个版本可以被事务看到呢？

ReadView 机制 就是用来为事务做可见性判断的，它可以判断版本链中的哪个版本是当前事务可见的。

05

ReadView 机制

5.1 什么是 ReadView

ReadView（读视图）是多版本并发控制（MVCC）中的一个重要概念。

ReadView 用于控制事务读取数据的逻辑视图，确保事务在整个过程中看到一致的数据状态。

它是如何判断的呢？

ReadView 最重要的 4 个部分：

5.2 ReadView 读取规则

用 ReadView 判断哪个版本的数据可读，主要遵循可见性算法。

将要被修改的数据的最新记录中的 DB_TRX_ID（即当前事务 ID）取出来，与系统当前其他活跃事务的 ID 去对比（由Read View维护）。

当被访问版本的 trx_id 属性值：

如果 trx_id = creator_trx_ id ，当前事务在访问自己修改过的记录，则该版本可以被当前事务访问。如果 trx_id < min trx_id，表明生成该版本的事务在当前事务生成 ReadView 前已经提交，故该版本可以被当前事务访问。如果 trx_id > = max _trx_id，表明生成该版本的事务在当前事务生成 ReadView 后才开启，故该版本不可以被当前事务访问。如果min_trx_id <= trx _id<= max_trx_id ，那就需要判断一下 trx_id 属性值是不是在 m_ids 列表中，如果在，说明创建 ReadView 时生成该版本的事务还是活跃的，该版本不可以被访问；如果不在，说明创建 ReadView 时生成该版本的事务已经被提交，该版本可以被访问。5.3 ReadView 生成规则

但是，读取已提交 和 可重复读 这两种隔离级别所产生的 ReadViem 是不同的。

在读已提交（READ COMMITTED）的隔离级别下：事务中每次对数据进行 SELECT ，都会生成一个 ReadView。在可重复读（ REPEATABLE READ）的隔离级别下：在一个事务中对一行数据第一次进行 SELECT 查询，会生成一个 ReadView，之后事务都将使用该 ReadView 进行数据的读取。

06

总结

通过本文，我们了解并掌握了MVCC 的概念、作用、工作原理等。

MVCC 为每个事务创建多个数据版本，每个版本对应一个特定时间点的数据库状态，不同事务可以基于各自的时间点来进行读取和写入操作，而不会相互干扰，极大提高了数据库并发性能。

MVCC 依赖于InnoDB 下的三个隐藏字段、Undo log 及 ReadView 来实现，在一定程度上实现了 读写并发。

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