MySQL 中的 MVCC（Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制） 是一种用于提高数据库并发性能的核心机制，通过维护数据的多个版本来实现 读-写冲突的非阻塞处理，从而在高并发场景下提升系统吞吐量。
1. MVCC 的核心作用
- 解决读写冲突：允许事务在读取数据时无需加锁，避免读写操作互相阻塞。
- 实现事务隔离性：在
READ COMMITTED和REPEATABLE READ隔离级别下，通过快照读（Snapshot Read）保证数据一致性。 - 减少锁竞争：通过版本链管理数据，降低锁的使用频率，显著提升并发性能。
2. MVCC 的实现原理
MVCC 的核心依赖以下三个关键技术：
（1）隐藏字段
InnoDB 为每行数据添加了 3 个隐式字段：
- DB_TRX_ID：记录最近一次修改（插入/更新）该行的事务 ID。
- DB_ROLL_PTR：回滚指针，指向该行数据的上一个历史版本（存储在 Undo Log 中）。
- DB_ROW_ID：隐式主键（当表无主键时自动生成）。
（2）Undo Log（回滚日志）
- 版本链：每次对数据的修改（插入/更新/删除）都会生成一个新版本，并通过
DB_ROLL_PTR指向旧版本，形成一条版本链。 - 逻辑删除：删除操作标记为
DELETED_BIT=1，而非物理删除，保留历史版本供其他事务读取。
（3）Read View（读视图）
- 定义：事务执行快照读时生成的隔离机制，用于判断哪些版本的数据对当前事务可见。
- 关键属性：
m_ids：当前活跃事务的 ID 列表。min_trx_id：最小的活跃事务 ID。max_trx_id：下一个将分配的事务 ID。
- 可见性规则：通过比较事务 ID 与
Read View的属性，确定当前事务是否可以读取某个版本的数据。
3. MVCC 的工作流程
- 事务开启：分配唯一的事务 ID（
trx_id）。 - 读取数据：
- 生成
Read View。 - 根据版本链和
Read View规则，选择对当前事务可见的版本。
- 生成
- 修改数据：
- 创建新版本，更新
DB_TRX_ID，并通过DB_ROLL_PTR指向旧版本。
- 创建新版本，更新
- 提交事务：新版本对其他事务可见。
- 清理旧版本：由 Purge 线程 定期清理不再需要的旧版本（标记为逻辑删除的数据）。
4. MVCC 与事务隔离级别的关系
| 隔离级别 | 快照读行为 | MVCC 解决的问题 |
|---|---|---|
| Read Committed | 每次查询生成新的 Read View，可能导致不可重复读。 | 防止脏读，但允许不可重复读。 |
| Repeatable Read | 第一次查询生成 Read View，后续复用，保证一致性读。 | 防止脏读、不可重复读和幻读（InnoDB 通过 Next-Key Lock 实现）。 |
5. 当前读 vs 快照读
- 当前读（Current Read）：
- 读取最新数据，加锁（共享锁或排他锁），阻塞其他事务修改。
- 示例：
SELECT ... FOR UPDATE、UPDATE、DELETE。
- 快照读（Snapshot Read）：
- 读取历史版本（快照），不加锁，非阻塞。
- 示例：普通
SELECT查询（默认行为）。
6. MVCC 的优势
- 高并发性能：
- 读写操作不阻塞，减少锁竞争，提升吞吐量。
- 一致性保障：
- 在
REPEATABLE READ下避免脏读、不可重复读和幻读（InnoDB 特性）。
- 在
- 减少锁开销：
- 通过版本链代替锁机制，降低死锁概率。
7. MVCC 的局限性
- 串行化隔离级别：
- 快照读退化为当前读，需加锁，性能下降。
- 版本链管理开销：
- Undo Log 和 Purge 线程会占用一定资源。
- 存储空间：
- 多版本数据可能增加存储开销。
8. 适用场景
- 高并发读写：如电商系统、社交平台。
- 一致性要求高：金融交易、订单处理。
- 读多写少：数据分析、报表生成。
总结
MVCC 是 MySQL InnoDB 存储引擎实现高并发的核心机制，通过 多版本数据 + Read View 实现非阻塞读写，平衡了性能与一致性。其优势在于减少锁竞争、提升并发度，但在极端场景下需权衡存储开销和隔离级别需求。
THE END
