MVCC（多版本并控制）

概念：MVCC 是一种并发控制机制。

作用：多个并发事务同时读写数据库时保持数据的一致性和隔离性

实现：在每个数据行上维护多个版本的数据来实现的。当一个事务要对数据库中的数据进行修改时，MVCC 会为该事务创建一个数据快照，而不是直接修改实际的数据行。

1、读操作

事务执行读操作的时候，会使用快照读取，事务不会读取其他事务尚未提交的修改。

2、写操作

事务执行写操作的时候，会生成一个新的数据版本，并将修改后的数据写入数据库。（原始版本的数据仍然存在，供其他事务使用快照读取）

3、事务提交和回滚

• 事务提交后，所做的修改将成为数据库的最新版本，并且对其他事务可见。
• 事务回滚时，所做的修改将被撤销，对其他事务不可见。

4、版本回收

防止数据库中的版本无限增长，MVCC会定期进行版本回收，从而释放空间。

总结：MVCC创建多个版本 和 使用快照读取来实现并发控制。读操作使用旧数据版本的快照，写操作创建新版本，并确保原始版本仍可以使用 。

一致性非锁定读

实现：加一个版本号 / 时间戳字段，查询时，将当前可见的版本号与对应记录的版本号进行对比，如果记录的版本号小于可见版本，则表示该记录可见。

多版本控制就是读非锁定读的实现。如果读取的行正在执行DELETE或UPDATE操作，这时读取操作不会去等待行上锁的释放，InnoDB存储引擎会去读取行的快照（快照读）

锁定读

在锁定读下，读取的数据是数据的最新版本，这种读也被称为当前读，同时，锁定读会对读取到的记录加锁。

存在问题：如果是当前读，每次读取的都是最新数据，两次查询中间，如果有其他事务插入数据，就会导致幻读，所以，InnoDB在实现可重复读时，如果执行的是当前读，则会对读取的记录使用Next-key Lock，来防止其他事务在间隙间插入数据。

InnoDB 对MVCC的实现

在内部，InnoDB存储引擎为每行数据添加了三个隐藏字段。

• DB_TRX_ID（6字节）：表示最后一次插入或更新该行的事务 id。此外，delete 操作在内部被视为更新，只不过会在记录头 Record header 中的 deleted_flag 字段将其标记为已删除
• DB_ROLL_PTR（7字节） 回滚指针，指向该行的 undo log 。如果该行未被更新，则为空
• DB_ROW_ID（6字节）：如果没有设置主键且该表没有唯一非空索引时，InnoDB 会使用该 id 来生成聚簇索引

Undo-log（撤销日志）

作用：

1. 事务回滚：事务回滚时用于将数据恢复到修改前的样子
2. MVCC：当读取记录时，若该记录被其他事务占用或当前版本对该事务不可见，则可以通过undo log读取之前的版本数据，以此实现非锁定读

RC 和 RR隔离级别下MVCC的差异

在事务隔离级别 RC 和 RR （InnoDB 存储引擎的默认事务隔离级别）下，InnoDB 存储引擎使用 MVCC（非锁定一致性读），但它们生成 Read View 的时机却不同

• 在 RC 隔离级别下的 每次select 查询前都生成一个Read View (m_ids 列表)
• 在 RR 隔离级别下只在事务开始后 第一次select 数据前生成一个Read View（m_ids 列表）

MVCC + Next-key Lock 防止幻读

InnoDB存储引擎在 RR 级别下通过 MVCC和 Next-key Lock 来解决幻读问题：

1、执行普通select，此时会以MVCC快照读的方式读取数据

在快照读的情况下，RR 隔离级别只会在事务开启后的第一次查询生成 Read View ，并使用至事务提交。所以在生成 Read View 之后其它事务所做的更新、插入记录版本对当前事务并不可见，实现了可重复读和防止快照读下的 “幻读”

2、执行 select…for update/lock in share mode、insert、update、delete 等当前读

在当前读下，读取的都是最新的数据，如果其它事务有插入新的记录，并且刚好在当前事务查询范围内，就会产生幻读！InnoDB 使用 Next-key Lock 来防止这种情况。当执行当前读时，会锁定读取到的记录的同时，锁定它们的间隙，防止其它事务在查询范围内插入数据。只要我不让你插入，就不会发生幻读