MVCC初学demo（一

先谈谈 MVCC

两阶段锁（2PL）作为一种经典的并发控制机制，确实有效地解决了数据库中的读写冲突问题，保障了事务的隔离性。然而，锁机制本身在高并发场景下会带来一定的性能开销，例如阻塞、死锁以及上下文切换等问题。这类似于 Java 并发编程的发展历程：从早期的 synchronized 关键字，逐步演进到更灵活的 Lock 接口和读写锁（ReentrantReadWriteLock）等机制。数据库领域也面临着类似的挑战与演进需求，于是便催生了另一种解决并发问题的思路------多版本并发控制（MVCC, Multi-Version Concurrency Control）。MVCC 通过维护数据的多个版本来实现非阻塞的读操作，在提升并发性能的同时，有效减少了锁的使用，成为现代数据库系统中实现高并发访问的重要技术之一。

几个日志的作用

binlog：记录"做了什么"，用于复制和恢复。
redo log：记录"怎么改的页"，用于崩溃后重做，保证持久性。
undo log：记录"改之前什么样"，用于回滚和 MVCC，保证原子性与隔离性。

MVCC 模拟实现代码总结

该代码实现了一个简化的多版本并发控制（MVCC）存储系统，用于演示数据库中如何通过版本管理实现高并发下的读写隔离，避免锁竞争，提升系统吞吐。

1. 核心设计思想

MVCC 机制：通过为每个数据项维护多个历史版本，使得读操作无需加锁，可以读取事务开始时的"快照"，而写操作则创建新版本，从而实现读写不阻塞。版本控制：使用全局递增的 globalVersion 来标识每个写操作的时序，事务以开始时的版本号作为其"视图"，读取可见的最新版本。

2. 关键组件说明

arduino 复制代码

class VersionedValue<T> {
    private final T value;
    private final long version;
}

// 每个 key 对应多个版本的值
public final Map<String, List<VersionedValue<Integer>>> store = new ConcurrentHashMap<>();
//全局版本号
private final AtomicLong globalVersion = new AtomicLong(1);

 public long beginTransaction() {
        return globalVersion.get(); // 事务开始时的全局版本号
    }
 
   public VersionedValue<Integer> read(String key, long transactionVersion) {
        List<VersionedValue<Integer>> versions = store.get(key);
        if (versions == null) return new VersionedValue<>(0, 0);

        // 选择小于等于事务版本的最新版本
        for (int i = versions.size() - 1; i >= 0; i--) {
            VersionedValue<Integer> v = versions.get(i);
            if (v.getVersion() <= transactionVersion) {
                return v;
            }
        }
        return new VersionedValue<>(0, 0);
    }

    // 冲突检测写入
// 推荐的修改：使用 synchronized 块
    public boolean writeWithConflictDetection(String key, int value, long txVersion) {
        List<VersionedValue<Integer>> versions = store.computeIfAbsent(key, k -> new ArrayList<>());
        // 对特定key的版本列表进行同步
        synchronized (versions) {
            if (!versions.isEmpty()) {
                VersionedValue<Integer> latestVersion = versions.get(versions.size() - 1);
                if (latestVersion.getVersion() > txVersion) {
                    return false; // 冲突
                }
            }
            // 没有冲突，执行写入（注意：write方法也需要被同步，或者将其逻辑合并到这里）
            // 为了安全，将 write 方法的逻辑也放入同步块
            // 假设 globalVersion 已改为 AtomicLong
            VersionedValue<Integer> newVersion = new VersionedValue<>(value, globalVersion.incrementAndGet());
            versions.add(newVersion);
            return true;
        }
    }

3. 核心操作逻辑

beginTransaction()：返回当前全局版本号作为事务的"快照版本"，后续读操作基于此版本可见性规则进行。
read(String key, long transactionVersion)：从指定 key 的版本列表中，查找版本号 ≤ 事务版本的最新版本。若无数据，返回默认值 (0, 0)，模拟"读取未定义值"。
writeWithConflictDetection(String key, int value, long txVersion)：写前检查（Write-Time Validation）：在写入前检查该 key 的最新版本是否已超过当前事务的快照版本。若存在更新的版本（latestVersion > txVersion），说明有并发写冲突，写入失败。否则，生成新版本并追加到列表。使用 synchronized(versions) 对单个 key 的版本列表加锁，粒度小，避免全局锁，提升并发性能。