MVCC（Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制） 是 MySQL 中 InnoDB 存储引擎用于实现高并发事务处理的核心机制之一。它通过保存数据的多个版本来避免读写操作之间的锁冲突，从而提高并发性能和数据一致性。
MVCC 的核心思想
MVCC 的核心思想是为每个事务提供一个数据的“一致性视图”，使得事务在读取数据时不需要加锁，同时保证事务之间不会相互干扰。具体来说：
- 每个事务在启动时会看到一个“快照”（Snapshot），这个快照是基于事务开始时的数据状态。
- 写操作会创建数据的新版本，而不是直接覆盖旧数据。
- 读操作会根据事务的快照读取相应的数据版本，而不是直接读取最新数据。
MVCC 的实现机制
1. 版本链
- 每行数据在 InnoDB 中都有一个隐藏的 事务 ID（Transaction ID） 和 回滚指针（Rollback Pointer）。
- 当事务修改数据时，会创建该数据的新版本，并将旧版本通过回滚指针链接起来，形成一个版本链。
- 读操作会根据事务的快照选择合适的版本。
2. Read View（一致性视图）
- 每个事务在启动时会创建一个 Read View，用于决定哪些数据版本对当前事务可见。
- Read View 包含以下信息：
- 当前活跃事务的 ID 列表（即未提交的事务）。
- 最小活跃事务 ID（up_limit_id）。
- 下一个即将分配的事务 ID（low_limit_id）。
- 通过 Read View，事务可以判断数据版本是否对当前事务可见。
3. 可见性判断
- 对于每行数据的版本，MVCC 会根据以下规则判断是否对当前事务可见：
- 如果数据版本的事务 ID 小于当前事务的 up_limit_id，且不在活跃事务列表中，则该版本可见。
- 如果数据版本的事务 ID 大于或等于当前事务的 low_limit_id，则该版本不可见。
- 如果数据版本的事务 ID 在活跃事务列表中，则该版本不可见。
- 如果数据版本的事务 ID 等于当前事务的 ID，则该版本可见。
4. Undo Log（回滚日志）
- MVCC 依赖 Undo Log 来存储数据的旧版本。
- 当事务需要读取旧版本数据时，可以通过 Undo Log 找到相应的版本。
MVCC 的优点
- 高并发性能：
- 读操作不需要加锁，避免了读写冲突。
- 写操作只锁定需要修改的行，而不是整个表。
- 一致性视图：
- 每个事务看到的数据是一致的，避免了脏读、不可重复读等问题。
- 支持高隔离级别：
- MVCC 是实现 可重复读（Repeatable Read） 和 读已提交（Read Committed） 隔离级别的关键技术。
- 高效的事务回滚：
- 通过 Undo Log 可以快速回滚事务，恢复数据到之前的状态。
MVCC 的局限性
- 存储开销：
- 需要存储数据的多个版本，增加了存储空间的开销。
- 清理旧版本：
- 需要定期清理不再需要的旧版本数据（通过 Purge 机制）。
- 写冲突：
- 如果多个事务同时修改同一行数据，仍然需要加锁来避免写冲突。
MVCC 与隔离级别
- 读未提交（Read Uncommitted）：
- 不使用 MVCC，直接读取最新数据，可能读到未提交的数据。
- 读已提交（Read Committed）：
- 使用 MVCC，每次读取时都会生成一个新的 Read View，确保读到已提交的数据。
- 可重复读（Repeatable Read）：
- 使用 MVCC，事务启动时生成一个 Read View，事务内多次读取的数据一致。
- 串行化（Serializable）：
- 不使用 MVCC，通过加锁实现完全串行化执行。
总结
MVCC 是 MySQL 中实现高并发事务处理的核心机制，通过保存数据的多个版本和一致性视图，避免了读写冲突，提高了并发性能和数据一致性。它是支持 可重复读 和 读已提交 隔离级别的关键技术，但也带来了存储开销和旧版本清理的挑战。
THE END
暂无评论内容