三分钟掌握 MySQL-MVCC 底层原理

MVCC 介绍

mvcc 是 mysql 为了解决脏读、不可重复读等事务之间读写问题而诞生的；它替代了一些场景下的低效锁，在保证隔离性的基础上，提升了读取效率和并发性。

MVCC 实现

在 mysql 中 mvcc 是基于 mysql 的 undo log 和 readview 来实现的。

undo log

在 innodb 中，每一条 sql 通过执行器后，就会在回滚段 undolog segment 中申请一个 undo log 页，根据 sql 信息来构建对应的 undo log 内容，同时将其写入磁盘，以保证每次操作真正数据之前 undo log 是完整的，之后才会执行数据写入记录 redo log 等。

undo log 格式

上图可以看到，每条 undo log 日志中会包含旧 roll_pointer，这样就方便 mysql 查询到之前的历史数据记录，而想知道 mysql 如何应用好这些版本记录，还需要了解一下 innodb 引擎数据行的格式，在 innodb 引擎中默认的格式为DYNAMIC，它的结构如下：

可以看到在每一行中都有一个字段来记录回滚指针，而该回滚指针就会指向 undo log，如下图：

这样通过 roll_pointer 关联，就把 undo log 组成一个链了，回滚时只需要依次撤销即可。

read view

在进行数据查询时，mysql 会构造一个 read view，它会记录该数据版本链的一些统计值例：1.m_ids：当前活跃的事务集合（还未提交的事务）2.min_trx_id：集合中最小事务编号（版本链结尾的事务 id）3.max_trx_id：集合中最大事务编号 + 14.creator_trx_id：创建当前视图的事务编号

构建完 read view 后根据以下规则查询即可：

image.png

1. 判断当前版本数据是否为当前事务创建（creator_trx_id = trx_id），意味着读取自己修改的数据，是可以直接访问的；

2. 如果当前版本数据的事务编号小于最小活跃事务（min_trx_id > trx_id）,意味着该版本已经提交可以直接访问；

3. 如果当前版本数据大于最大事务编号，则意味着创建该版本数据时还有生成该事务，需要遍历 undo log，直到版本数据小于 max_trx_id 或者 trx_id 为空没有数据为止；

4. 当前版本数据的事务编号在 min_trx_id 和 max_trx_id 之间，同时不在活跃事务列表中，意味着创建事务时该版本数据已经提交可以查询到，如果不是则继续遍历 undo log.

通过以上规则进行查询，就可以实现查询到的都是已经提交事务的数据，解决了脏读问题。在事务第一个查询时创建一个 Read View，后续查询都用这个 Read View 进行判断，这样每次查询结果都是一样的，这样就解决了不可重复读问题；在可重复读的隔离级别下就采用这种方式来解决不可重复读问题；如果事务每次查询都创建一个 Read View，这样就会有不可重复读问题，在读已提交的事务隔离级别下就是这种实现方法。