MySQL 的 MVCC（多版本并发控制）机制

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MySQL 的 MVCC（多版本并发控制）机制

1. 什么是 MVCC？

MVCC（Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制）是一种用于数据库管理系统和事务内存的并发控制机制。它通过为每行数据维护多个版本，允许读操作访问数据的快照，从而避免读写冲突，提高并发性能。

1. MVCC 的实现原理

MVCC 的实现依赖于以下三个核心组件：

1. 隐藏字段：
   1. DB_TRX_ID：记录最后一次修改该行的事务 ID。
   2. DB_ROLL_PTR：指向 Undo Log 的指针，用于访问该行的历史版本。
   3. DB_ROW_ID：在没有主键时，InnoDB 使用它作为内部主键。
2. 版本链：
   1. 每行数据的多个版本通过版本链连接，版本链的头部是最新版本，尾部是最早的版本。
   2. 修改操作会生成新的版本，并将其插入版本链。
3. Undo Log：
   1. 用于存储数据的历史版本，支持回滚操作和快照读。
   2. 分为 insert undo log 和 update undo log，分别用于插入和更新/删除操作。
4. Read View（读视图）：
   1. Read View 是事务开始时数据库的快照，包含所有已提交事务的信息。
   2. 事务通过 Read View 确定可见的数据版本。
5. MVCC 的工作流程
   1. 事务开始：InnoDB 为每个事务创建一个 Read View。
   2. 数据读取：
      1. 快照读：读取数据的可见版本，不加锁。
      2. 当前读：读取最新的数据版本，并加锁。
   3. 数据修改：事务创建数据的新版本，并将其添加到版本链中。
   4. 事务提交：提交后，数据版本对其他事务可见。
   5. 垃圾回收：系统定期清理不再需要的旧版本。
6. MVCC 的优势
   1. 提高并发性能：通过多版本机制，读操作不阻塞写操作，写操作也不阻塞读操作。
   2. 避免并发问题：解决脏读、不可重复读和幻读问题。
   3. 减少锁的使用：降低锁竞争，提高系统吞吐量。
7. MVCC 在不同隔离级别下的行为
   1. Read Uncommitted：允许读取未提交的数据，MVCC 不适用。
   2. Read Committed：每次读取都生成一个快照，MVCC 提供非阻塞读。
   3. Repeatable Read：事务开始后创建一个快照，MVCC 提供一致性的读。
   4. Serializable：MVCC 退化为加锁机制，提供最严格的隔离。
8. 总结

MVCC 是 MySQL 中实现高并发事务处理的重要机制。通过维护数据的多个版本，MVCC 允许读操作访问数据的快照，从而避免读写冲突，提高并发性能。它在 Read Committed 和 Repeatable Read 隔离级别下表现尤为突出。

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