MySQL-多版本并发控制MVCC

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一、多版本并发控制MVCC

MVCC是多版本并发控制（Multi-Version Concurrency Control），是MySQL中基于乐观锁理论实现隔离级别的方式，用于实现已提交读和可重复读隔离级别的实现，也经常称为多版本数据库。MVCC机制会生成一个数据请求时间点的一致性数据快照 （Snapshot)， 并用这个快照来提供一定级别 （语句级或事务级） 的一致性读取。从用户的角度来看，好象是数据库可以提供同一数据的多个版本（系统版本号和事务版本号）。事务的隔离性就是锁机制加MVCC体现的。
MVCC多版本并发控制中，读操作可以分为两类：
1、快照读（snapshot read）
读的是记录的数据快照，可以理解给数据拍了一张照片，不用加锁。如select
2、当前读（current read）
读取的是当前事务记录的最新数据库版本，并且返回第一次select数据快照的记录。如insert，delete，update，select…lock in share mode/for update

已提交读和可重复读的底层实现原理：通过MVCC多版本并发控制实现并发读取方式：快照读。InnoDB提供了两个读取操作：锁定读和非锁定读。锁定读相关内容在锁机制里有提到，间隙锁、排它锁与共享锁等；非锁定读就是MVCC提供的快照读，它实现依赖于依赖底层的一个技术，undolog回滚日志；
undolog回滚日志的主要作用：事务发生错误时回滚rollback，提供MVCC的非锁定读（快照读），查快照上的数据而不是最新的数据；

二、undo log（回滚日志）

undo log：回滚日志，保存了事务发生之前的数据的一个版本，用于事务执行时的回滚操作，也就是rollback操作；同时也是实现多版本并发控制（MVCC）下读操作的关键技术，提供MVCC的非锁定读（快照读）。
实现回滚日志的两个关键：DB_TRX_ID:事务ID、 DB_ROLL_PTR:回滚指针

通过上面的图片可以了解到，每一行记录实际上有多个版本，每个版本的记录除了数据本身之外，增加了其它字段 ；在记录行中隐式的记录了事务ID和回滚指针，这些隐式数据是给MySQL看的：
1、开启事务时，MySQL会给事务分配事务ID，同一个事务的事务ID是不变的，不同的事务ID不同；
2、事务修改后的数据，放在表中原来的位置上，修改之前的数据会被放置在undo log中（缓存中）；旧数据与新数据通过回滚指针链接，类似链表的结构，通过链表就可以找到之前的旧数据，实现回滚操作；

二、已提交读

已提交读：可以解决事务并行的脏读问题，但是不能解决不可重复读和幻读问题。

//设置事务的隔离级别为 已提交读
set tx_isolation='READ_COMMITTED';

1、已提交读如何解决脏读问题？：
每次select都会产生一次新的数据快照，前提是数据被事务成功commit过了，在数据没有被commit之前，每次读的数据都是第一次select的结果；当事务成功commit之后，select产生最新的数据快照，此时会发生不可重复读、幻读；
2、为什么已提交读无法解决不可重复读、幻读？
因为每次select都会产生一次新的数据快照，其它事务更新以后成功commit，会导致当前事务再select的时候产生了数据更新后的数据快照，从而发生不可重复读和幻读。

三、可重复读

可重复读：可以解决事务并发产生的脏读、不可重复读问题；一定程度上解决幻读问题。

//设置事务的隔离级别为 可重复读
set tx_isolation='REPEATABLE-READ';

1、如何解决脏读问题？
也是通过数据快照解决的脏读问题；
2、如何解决不可重复读？
在可重复读隔离级别下，数据快照只在第一次select时候产生，不会因为其它事务成功commit就改变当前的数据快照。当前事务再次select时，仍然查看的是第一次select的数据快照。
3、为什么能部分解决幻读问题？
但是在事务执行update时，进行当前读，会读取到其它事务成功commit的数据；此时当前的事务发生更新，再执行select时，会将修改后的数据也显示出来，显示的结果就是第一次select的数据快照和修改后的数据

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总结

由于MVCC，所以每一行记录实际上有多个版本，快照内容读取原则：
1、版本未提交无法读取生成快照 ；
2、版本已提交，但是在快照创建后提交的，无法读取 ；
3、版本已提交，但是在快照创建前提交的，可以读取 。所以在已提交读隔离级别下会产生不可重复读；
4、当前事务内自己的更新，可以读到 。所以在可重复读隔离级别下会产生幻读。