MVCC底层原理实现

MVCC的实现原理

了解实现原理之前，先理解下面几个组件的内容

1、 当前读和快照读

先普及一下什么是当前读和快照读。

当前读：读取数据的最新版本，并对数据进行加锁。

例如：insert、update、delete、select for update、 select lock in share mode。

快照读：读取数据的历史版本，不对数据加锁。

例如：select

最重要概念： MVCC原理是基于Undo Log、隐藏字段、Read View（读视图）实现的。

2、隐藏字段

MySQL的隐藏字段，当我们创建一张表时，InnoDB引擎会增加3个隐藏字段。

• DB_TRX_ID（最近一次提交事务的ID）：修改表数据时，都会提交事务，每个事务都有一个唯一的ID，这个字段就记录了最近一次提交事务的ID。
• DB_ROLL_PTR（上个版本的地址）：修改表数据时，旧版本的数据都会被记录到Undo Log日志中，每个版本的数据都有一个版本地址。这个字段记录的就是上个版本的地址。
• DB_ROW_ID（隐藏主键）：如果表中没有主键会默认生成该隐藏主键。

3、Undo log版本链

Undo log日志详解：主要被用到了快照读这一个阶段

undo log版本链示意图：

过程：

1. 第一次事务进行更新数据时候，首先会在 undo log版本链 记录原来数据的旧版本，以及该版本的指针，然后进行更新操作，此时会修改DB_TRX_ID为最近一次修改数据的事务ID，DB_ROLL_PTR指向上一次版本数据的指针，这样不断有事务更新该数据时候，表记录和 undo log 历史数据就组成了一个版本链。

4、Read View（读视图）

在事务中，执行SQL查询，就会生成一个读视图，它是快照读 SQL执行时MVCC提取数据的依据，记录并维护系统当前活跃的事务 id

快照读一般是读取的历史版本的读视图， 当前图 会生成一个最新版本的读视图。

读视图是基于下面几个字段实现的：

• m_ids：当前系统中活跃的事务ID集合，即未提交的事务ID集合。

• min_trx_id：m_ids中最小的ID

• max_trx_id：下一个要分配的事务ID

• creator_trx_id: 当前事务ID

读视图决定当前事务能读到哪个版本的数据，从表记录到 Undo Log 历史数据的版本链，依次匹配，满足哪个版本的匹配规则，就能读到哪个版本的数据，一旦匹配成功就不再往下匹配。

数据可见性规则：

当一个匹配可以访问该数据的时候就可以进行数据提取了，也就是直接返回查询数据

5、不同隔离级别下可见性分析

在不同的事务隔离级别下，生成读视图的规则不同：

READ COMMITTED（读已提交） ：在事务中每一次执行快照读时都生成一个读视图，每个读视图中四个字段的值都是不同的。

REPEATABLE READ（可重复读） ：仅在事务中第一次执行快照读时生成读视图，后续复用这个读视图。