0 前言

需要的前置知识：

• 事务
• 读写并发一致性
• 隔离级别

1 基本概念

1.1 MVCC介绍

• MVCC是一种用来解决读写冲突的无锁并发控制。
• MVCC和锁机制是MySQL数据库的InnoDB引擎实现事务隔离级别的手段。
• MVCC主要是针对REPEATABLE READ和READ COMMITTED两个隔离级别。

1.2 MVCC的作用

• 与锁不同，MVCC的快照读并不加速（乐观锁的一种实现），因此开销更低。
• 在并发读写数据库时，可以做到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。

2 版本号和undo log

2.1 版本号

• 系统版本号（SYS_ID）：每开始一个新的事务，系统版本号自动递增。
• 事务版本号（TRX_ID）：事务开始时的系统版本号

2.2 undo log

2.2.1 隐藏字段

在数据库创建的时候，InnoDB会为每一行增加三个隐藏字段：

• 隐藏主键（DB_ROW_ID）：如果数据表没有主键，InnoDB会自动以DB_ROW_ID产生一个聚簇索引。
• 最近修改/插入事务ID（DB_TRX_ID）：记录创建这条记录/最后一次修改该记录的事务ID
• 回滚指针（DB_ROLL_PTR）：指向这条记录的上一个版本
  

2.2.2 undo log版本链

当一行数据被多个事务进行修改，每个事务修改后，MySQL都会保留修改前的数据（版本快照）到undo log中，并且由DB_ROLL_PTR把多个版本快照串联起来形成一个历史记录版本链。

3 快照读和读视图

3.1 快照读和当前读

• 快照读：就是事务读取每条记录的版本快照，而不是当前最新的数据，所以不用加锁。
• 当前读：读取的是最新版本，所以在读取之前需要获得对应记录的锁。

3.2 读视图（readview）

事务在进行快照读的时候会产生读视图，用来判断当前事务可以访问该记录的哪个版本快照。

3.2.1 readview的属性

• m_ids：表示在生成“readview”时，当前系统中没提交事务的“事务id”列表。
• min_trx_id：表示在生成“readview”时，当前系统中没提交读写事务中的最小“事务id”。
• max_trx_id：表示在生成"readview"时，系统中应该分配给下一个事务的“事务id”
• creator_trx_id：表示生成该“readview”的事务的事务"事务id"
  

3.2.2 readview判断版本链中可用版本流程

1 如果被访问版本的trx_id与readview中的creator_trx_id值相同，表明当前事务在访问自己修改过的记录，该版本可以被当前事务访问；
2 如果被访问版本的trx_id小于readview中的min_trx_id值，表明生成该版本的事务在当前事务生成readview前已经提交，该版本可以被当前事务访问；
3 如果被访问版本的trx_id大于readview中的max_trx_id值，表明生成该版本的事务在当前事务生成readview后才开启，该版本不可以被当前事务访问；
4 如果被访问版本的trx_id在readview的min_trx_id和max_trx_id之间，需要在m_ids中去查找是否存在？

• 如果存在，表示创建readview生成该版本的事务还未提交，该版本不可访问。
• 如果不存在，表明创建readview生成该版本的事务已提交，该版本可以访问。

5 如果当前版本不可访问，则由roll_pointer回滚到上一个版本，重复1-4步骤，直到可以访问为止。

3.3 读取已提交（RC）和可重复读（RR）隔离级别下的快照读

• 读取已提交：每次快照读都会生成一个readview，所以每次读都可以看到别的事务提交的数据。
• 可重复读：第一次快照读会创建一个readview，之后每次使用快照读都使用同一个readview，可以避免不可重复读问题。