多版本并发控制MVCC

什么是MVCC？

MVCC是一种并发控制方法，一般在数据库管理系统中，实现数据库的并发访问。

可以使用乐观锁和悲观锁来实现。

MVCC的作用？

可以在不加锁的情况下解决读写问题，同时还可以解决脏读，幻读，不可重复读等事务隔离问题（但不能解决更新丢失问题）。

• 各数据库中MVCC实现并不统一

• 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（在可重复读隔离级别下）。

为什么需要MVCC？

在应对高并发事务时，MVCC比单纯的加锁更高效。

首先来说数据库的并发场景有三种，读读，读写和写写

读读：不会存在任何问题，也不需要并发控制

读写：有线程安全问题，可能会造成事务隔离性问题，可能遇到脏读、幻读、不可重复读，需要MVCC控制。

写写：有线程安全问题，可能会存在更新丢失问题。

MVCC是一种用来解决读-写冲突的无锁并发控制，也就是为事务分配单向增长的时间戳，为每个修改保存一个版本，版本与事务时间戳关联，读操作只读该事务开始前的数据库的快照。

所以MVCC可以为数据库解决的问题是：

• 在并发读写数据库时，可以做到在读操作时不用阻塞写操作，写操作也不用阻塞读操作，提高了数据库并发读写的性能

• 同时还可以解决脏读，幻读，不可重复读等事务隔离问题，但不能解决更新丢失问题

MVCC的特点：

• 1、解决读写之间的堵塞问题

• 2、不使用锁

• 3、解决一致性读的问题，我们读数据时，只能看到这个节点以前事务提交修改的数据

底层原理

• 1、主要依赖三个隐藏关键字(事务id，上个版本数据在undo log中的地址、隐藏id)、undo log日志，Read View；

• 2、事务每次更新都会在undo log 中新增数据，递增事务id，并记录上个版本的数据地址，构成版本链

• 3、读数据的时候会生成ReadView，ReadView中记录了当前活跃事务id，查询版本链中在活跃事务id之前的才可见

• 4、在读已提交中，每次读都会生成 ReadView 可重复读中，只有第一次读生成ReadView

  readview视图

  readview叫做读视图,是事务在进行快照读操作的时候产生的视图，此视图保存的并不是实际的数据，而是事务相关的信息，主要的用途是来进行可见性判断；

  当我们用select读取数据时，这一时刻的数据会有很多个版本（例如上图有四个版本），但我们并不知道读取哪个版本，这时就靠readview来对我们进行读取版本的限制，通过readview我们才知道自己能够读取哪个版本。

当前读、快照读和MVCC的关系：

MVCC 多版本并发控制是维持一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突的概念，只是一个抽象概念，并非实现，因为 MVCC 只是一个抽象概念，要实现这么一个概念，MySQL 就需要提供具体的功能去实现它，(快照读就是 MySQL 实现 MVCC 理想模型的其中一个非阻塞读功能)。而相对而言，当前读就是悲观锁的具体功能实现，要说的再细致一些，快照读本身也是一个抽象概念，再深入研究。MVCC 模型在 MySQL 中的具体实现则是由 3 个隐式字段，undo 日志 ，Read View 等去完成的。