MYSQL MVCC详解

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• • • [**一、MVCC 解决的核心问题**](#一、MVCC 解决的核心问题)
    • [**二、MVCC 的核心实现机制**](#二、MVCC 的核心实现机制)
    • • [**1. 隐藏字段与版本链**](#1. 隐藏字段与版本链)
      • [**2. Undo Log**](#2. Undo Log)
      • [**3. ReadView（一致性视图）**](#3. ReadView（一致性视图）)
    • [**三、MVCC 的可见性判断过程**](#三、MVCC 的可见性判断过程)
    • [**四、不同隔离级别下的 MVCC 行为**](#四、不同隔离级别下的 MVCC 行为)
    • [**五、MVCC 的优缺点**](#五、MVCC 的优缺点)
    • **六、示例场景**
    • **总结**

MySQL 的 MVCC（Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制） 是一种用于解决数据库并发读写冲突的机制，旨在提高数据库的并发性能，避免传统锁机制带来的性能开销和阻塞问题。它通过维护数据的多个版本来实现非阻塞的读操作，同时保证事务的隔离性。

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一、MVCC 解决的核心问题

1. 读写冲突
   • 传统锁机制中，读操作可能被写操作阻塞（反之亦然）。MVCC 允许读操作访问历史版本数据，避免读写互相阻塞。
2. 事务隔离性
   • 在不同事务隔离级别（如 READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ）下，MVCC 通过数据快照确保事务看到一致的数据视图。
3. 减少锁竞争
   • 读操作无需加锁（快照读），减少锁的使用，提高并发性能。

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二、MVCC 的核心实现机制

1. 隐藏字段与版本链

InnoDB 每行记录包含以下隐藏字段：

• DB_TRX_ID（6字节）：最近修改该行数据的事务 ID。
• DB_ROLL_PTR（7字节）：指向 undo log 的指针，用于构建数据的历史版本链。
• DB_ROW_ID（6字节）：隐含的自增行 ID（若未定义主键）。

通过 DB_ROLL_PTR，InnoDB 将所有旧版本数据以链表形式组织成一条 版本链。

2. Undo Log

• 存储数据的历史版本，用于回滚事务和构建 MVCC 的版本链。
• 每次更新操作会生成 undo log，旧数据通过指针链接到新版本。

3. ReadView（一致性视图）

ReadView 是事务在查询时生成的一致性快照，用于判断数据版本的可见性，包含以下信息：

• creator_trx_id：当前事务的 ID。
• m_ids：生成 ReadView 时活跃（未提交）的事务 ID 列表。
• min_trx_id：活跃事务中最小的事务 ID。
• max_trx_id：生成 ReadView 时系统应分配的下一个事务 ID。

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三、MVCC 的可见性判断过程

当事务执行查询时，会遍历数据行的版本链，根据 ReadView 判断每个版本是否可见：

1. 判断条件

   对版本链中的每个数据版本，按以下规则检查：

   • 如果 DB_TRX_ID == creator_trx_id：该版本由当前事务修改，可见。
   • 如果 DB_TRX_ID < min_trx_id：该版本在 ReadView 生成前已提交，可见。
   • 如果 DB_TRX_ID >= max_trx_id：该版本在 ReadView 生成后修改，不可见。
   • 如果 min_trx_id <= DB_TRX_ID < max_trx_id：
     • 若 DB_TRX_ID 在 m_ids 中，表示该版本由未提交事务修改，不可见。
     • 否则，该版本已提交，可见。

2. 终止条件

   找到第一个可见的版本后停止遍历。若所有版本不可见，则此行数据对当前事务不可见。

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四、不同隔离级别下的 MVCC 行为

1. READ COMMITTED（RC）

   • 每次查询生成新的 ReadView，能看到其他事务已提交的最新数据。
   • 解决脏读，但可能出现不可重复读和幻读。

2. REPEATABLE READ（RR，默认级别）

   • 事务首次查询时生成 ReadView，后续沿用同一快照。
   • 保证同一事务内多次读取结果一致，解决不可重复读。
   • 通过 Next-Key Lock（间隙锁）进一步解决幻读。

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五、MVCC 的优缺点

优点：

• 读操作无锁，提升并发性能。
• 避免脏读、不可重复读，部分解决幻读。

缺点：

• 需要维护多版本数据，增加存储和清理成本（通过 Purge 线程清理旧版本）。
• 写操作仍需加锁，可能因版本链过长影响性能。

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六、示例场景

假设事务 A（ID=100）在 RR 隔离级别下执行查询：

1. 生成 ReadView，此时活跃事务为 [99, 101]，min_trx_id=99，max_trx_id=102。
2. 遍历某行数据的版本链，发现其 DB_TRX_ID=98（小于 min_trx_id），可见。
3. 若其他事务修改该行（DB_TRX_ID=101），由于 101 在活跃事务列表中，不可见。
4. 事务 A 始终使用同一 ReadView，保证可重复读。

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总结

MySQL 的 MVCC 通过版本链、ReadView 和 undo log 实现了高效的非阻塞读，解决了读写冲突，同时支持不同隔离级别的事务一致性。其核心在于动态判断数据版本的可见性，平衡了并发性能与数据一致性。