目录
- [什么是 MVCC？](#什么是 MVCC？)
- 数据版本的管理
- 读操作流程
- 写操作流程
- [C# 操作 MySQL 示例代码](# 操作 MySQL 示例代码)
- [MVCC 常见的坑](#MVCC 常见的坑)
-
- 1.对快照读的误解
- [2.undo log 膨胀问题](#2.undo log 膨胀问题)
- 3.幻读问题
- 4.对事务隔离级别的误用
- 5.忽略当前读的锁机制
- 互动
什么是 MVCC？
MVCC（Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制）是 MySQL 中 InnoDB 存储引擎实现隔离级别的基础机制，它通过保存数据的多个版本，实现了读写不冲突，从而提高了数据库的并发性能。
与传统的锁机制不同，MVCC 允许读操作不加锁，读操作不会阻塞写操作，写操作也不会阻塞读操作，这使得数据库在高并发场景下依然能保持良好的性能。
数据版本的管理
InnoDB 存储引擎为每行数据添加了两个隐藏列：
DB_TRX_ID：记录最后一次修改该数据的事务 ID
DB_ROLL_PTR：指向该数据的 undo log（回滚日志）记录
当事务修改数据时，InnoDB 不会直接覆盖旧数据，而是创建一个新的数据版本，并将旧版本的数据保留在 undo log 中。通过 undo log 链，我们可以追溯到数据的各个历史版本。
读操作流程
MVCC 实现了两种读操作：
**1.快照读（Snapshot Read）：**读取的是数据的快照版本，不加锁，普通的 SELECT 语句就是快照读
2.当前读（Current Read）： 读取的是数据的最新版本，需要加锁，如 SELECT ... FOR UPDATE、SELECT ... LOCK IN SHARE MODE
快照读通过事务的 Read View（读视图）来确定可见的数据版本。Read View 包含了当前活跃事务的 ID 列表，通过比较数据版本的 DB_TRX_ID 与 Read View 中的事务 ID，来判断该版本是否可见。
写操作流程
当事务修改数据时，InnoDB 会：
- 为该事务分配一个唯一的事务 ID（TRX_ID）
- 创建数据的新版本，并将新版本的 DB_TRX_ID 设置为当前事务 ID
- 将旧版本的数据写入 undo log，并更新新版本的 DB_ROLL_PTR 指向该 undo log 记录
- 事务提交后，该版本成为最新版本
C# 操作 MySQL 示例代码
下面是一个 C# 操作 MySQL 的示例，展示了在并发场景下 MVCC 的效果：
csharp
using MySqlConnector;
using System;
using System.Threading.Tasks;
class MvccExample
{
private static string connectionString = "server=localhost;database=test;user=root;password=your_password;";
private const int MaxRetryCount = 3; // 最大重试次数
private const int RetryDelayMs = 1000; // 重试延迟时间
static async Task Main(string[] args)
{
// 初始化测试数据
await InitializeTestData();
// 启动两个并发任务模拟多版本并发控制
var task1 = Task.Run(Transaction1);
var task2 = Task.Run(Transaction2WithRetry);
await Task.WhenAll(task1, task2);
// 查看最终结果
await ShowFinalResult();
}
static async Task InitializeTestData()
{
using (var connection = new MySqlConnection(connectionString))
{
await connection.OpenAsync();
// 创建测试表
using (var command = new MySqlCommand(
"CREATE TABLE IF NOT EXISTS products (" +
"id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, " +
"name VARCHAR(50) NOT NULL, " +
"price DECIMAL(10,2) NOT NULL)", connection))
{
await command.ExecuteNonQueryAsync();
}
// 清空表并插入测试数据
using (var command = new MySqlCommand(
"TRUNCATE TABLE products; " +
"INSERT INTO products (name, price) VALUES ('测试商品', 100.00)", connection))
{
await command.ExecuteNonQueryAsync();
}
}
}
static async Task Transaction1()
{
using (var connection = new MySqlConnection(connectionString))
{
await connection.OpenAsync();
using (var transaction = await connection.BeginTransactionAsync())
{
try
{
Console.WriteLine("事务1: 开始");
// 读取商品价格（快照读）
using (var command = new MySqlCommand(
"SELECT price FROM products WHERE id = 1", connection, transaction))
{
var price = (decimal)await command.ExecuteScalarAsync();
Console.WriteLine($"事务1: 读取到价格: {price}");
}
// 模拟处理时间，让另一个事务有机会执行
await Task.Delay(2000);
// 更新商品价格
using (var command = new MySqlCommand(
"UPDATE products SET price = price * 1.1 WHERE id = 1", connection, transaction))
{
await command.ExecuteNonQueryAsync();
Console.WriteLine("事务1: 价格提高10%");
}
// 再次读取价格（当前读）
using (var command = new MySqlCommand(
"SELECT price FROM products WHERE id = 1 FOR UPDATE", connection, transaction))
{
var price = (decimal)await command.ExecuteScalarAsync();
Console.WriteLine($"事务1: 更新后读取到价格: {price}");
}
await transaction.CommitAsync();
Console.WriteLine("事务1: 提交成功");
}
catch (Exception ex)
{
await transaction.RollbackAsync();
Console.WriteLine($"事务1: 发生错误并回滚: {ex.Message}");
}
}
}
}
static async Task Transaction2WithRetry()
{
int retryCount = 0;
while (retryCount < MaxRetryCount)
{
try
{
await Transaction2Implementation();
return;
}
catch (MySqlException ex) when (ex.Number == 1205) // 锁等待超时错误码
{
retryCount++;
if (retryCount >= MaxRetryCount)
{
Console.WriteLine($"事务2: 已达到最大重试次数({MaxRetryCount})，操作失败");
return;
}
Console.WriteLine($"事务2: 锁等待超时，将在{RetryDelayMs}ms后重试（第{retryCount}次）");
await Task.Delay(RetryDelayMs);
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"事务2: 发生错误: {ex.Message}");
return;
}
}
}
static async Task Transaction2Implementation()
{
using (var connection = new MySqlConnection(connectionString))
{
await connection.OpenAsync();
// 设置事务超时时间为10秒
using (var transaction = await connection.BeginTransactionAsync(
System.Data.IsolationLevel.RepeatableRead))
{
try
{
Console.WriteLine("事务2: 开始");
await Task.Delay(500);
// 读取商品价格
using (var command = new MySqlCommand(
"SELECT price FROM products WHERE id = 1", connection, transaction))
{
var price = (decimal)await command.ExecuteScalarAsync();
Console.WriteLine($"事务2: 读取到价格: {price}");
}
// 更新商品价格
using (var command = new MySqlCommand(
"UPDATE products SET price = price * 1.2 WHERE id = 1", connection, transaction))
{
await command.ExecuteNonQueryAsync();
Console.WriteLine("事务2: 价格提高20%");
}
await transaction.CommitAsync();
Console.WriteLine("事务2: 提交成功");
}
catch (Exception ex)
{
await transaction.RollbackAsync();
throw; // 抛出异常让重试机制处理
}
}
}
}
static async Task ShowFinalResult()
{
using (var connection = new MySqlConnection(connectionString))
{
await connection.OpenAsync();
using (var command = new MySqlCommand(
"SELECT price FROM products WHERE id = 1", connection))
{
var price = (decimal)await command.ExecuteScalarAsync();
Console.WriteLine($"最终价格: {price}");
}
}
}
}MVCC 常见的坑
1.对快照读的误解
很多开发者认为在同一个事务中，多次执行相同的 SELECT 语句会得到相同的结果，但实际上这只在 REPEATABLE READ 隔离级别下成立。如果使用 READ COMMITTED 隔离级别，每次查询都会获取新的快照，可能看到其他事务已提交的修改。
2.undo log 膨胀问题
MVCC 需要保存数据的多个版本，这会导致 undo log 不断增长。如果存在长事务，会阻止 undo log 的回收，可能导致磁盘空间耗尽。
3.幻读问题
在 REPEATABLE READ 隔离级别下，MVCC 可以解决不可重复读问题，但无法完全解决幻读问题。需要使用间隙锁（Gap Lock）来防止幻读。
4.对事务隔离级别的误用
很多开发者不了解不同隔离级别下 MVCC 的行为差异，错误地选择了隔离级别。例如，在需要严格一致性的场景下使用了 READ COMMITTED 级别。
5.忽略当前读的锁机制
使用 SELECT ... FOR UPDATE 等当前读操作时，会加行锁，如果不注意可能导致死锁或长时间阻塞。
互动
MVCC 是 MySQL 中非常重要但也比较复杂的机制，理解它对于编写高效、正确的数据库操作代码至关重要。
你在使用 MySQL 时遇到过哪些与 MVCC 相关的问题？是如何解决的？欢迎在评论区分享你的经验和见解。如果对 MVCC 机制还有任何疑问，也可以提出来，我们一起讨论学习！