面試必會 InnoDB的多版本并發控制（MVCC）

一、開場白

MVCC（Multi-Version Concurrency Control）即多版本并發控制，通俗講就是“通過多個版本的記錄來實作并發控制”。并發控制的定義所述者衆多，此不贅述。

實作并發控制的方法有：鎖，MVCC。這篇文化講的就是MVCC

二、MVCC存在的意義

剛才說了，實作并發控制方法有鎖和MVCC。衆所周知，如果存在兩個幹同樣事情的東西，我們都要分析對比其優劣。那麼MVCC和鎖有何優劣對比呢？再說直白一些，既然鎖可以實作并發控制，為什麼還需要MVCC呢？

因為純鎖的方式隻實作了讀-讀相容，而讀-寫，寫-讀，寫-寫都是沖突的，這就會産生較多的鎖阻塞，并發效率低。 而我們親愛的MVCC，它實作了讀-寫，寫-讀的相容，大大減少了鎖阻塞，提高了并發效率！

三、MVCC如何實作讀和寫相容

1、四個隐藏字段

列名	位元組數	含義	作用
DB_TRX_ID	6	記錄的版本号	Insert或Update行的最後一個事務的事務ID。（Delete也視為更新，并需要将其标記為已删除）
DB_ROLL_PTR	7	復原指針	指向最近的曆史資料
DB_ROW_ID	6	行隐藏主鍵	當表沒有設定主鍵時，系統自動為其設定的隐藏主鍵

還有一個删除标志，當該行被執行Delete時，将此标志設為已删除狀态，但是記錄依然存在，要等事務送出後才會删除。

2、undo log

undo log即復原日志，屬于InnoDB的事務日志。雖然叫復原日志，但是其作用卻不僅僅限于復原！

undo log記錄了曆史資料，這些曆史資料的作用是：

（1）實作復原，以保證事務的原子性

（2）實作MVCC，以實作事務的隔離性

本文隻說第二點，即undo log在MVCC中發揮的作用

 3、版本鍊

每開啟一個事務，事務會用目前的系統版本号作為自己的事務ID，并且系統版本号都會增加1。舉個例子：

想象這樣一個場景，很多人進入一個會場，會場入口有一個發号員，入場者根據自己拿到的号去對号入座。發号員的發号規則是：按照遞增順序發号！即來一個人，發1号，再來一個人，發2号，又來一個人，發3号...以此類推。這樣的結果就是，每個人拿到的号都不一樣，各自做自己的位置。（了解了這個例子隻後，就忘掉它，因為這個例子對後面的了解沒用，甚至會誤導你）

每次對記錄進行update操作時，都會把舊的記錄标記為已删除，寫入undo日志中，并且把新記錄的復原指針指向這條舊記錄，新紀錄DB_TRX_ID字段設為目前事務ID。每次修改都這樣操作，形成的版本鍊是這樣的。

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4、MVCC中的Insert和Delete操作

上面說了MVCC中的Update操作的做法，那Insert和Delete操作是如何做的呢？

Insert操作會産生一條新的記錄，其DATA_TRX_ID字段為目前事務的ID，其DATA_ROLL_PTR字段為空。

Delete操作會将目前行标記為已删除，DATA_TRX_ID字段為目前事務的ID。

5、MVCC實作可重複讀

MVCC通過快照讀實作可重複讀，即在事務中第一條Select語句開始時生成一個ReadView，之後該事務中所有的簡單Select（沒有for update和lock in share model）都會在此ReadView上進行，并且對于傳回的記錄，必須滿足：

（1）如果沒有被标記為删除，其DATA_TRX_ID字段值小于或等于目前事務ID的記錄。當滿足此條件的記錄有多個時，選DATA_TRX_ID字段值最大的（即最近的曆史值）

（2）如果已經标記為删除，其DATA_TRX_ID字段值大于目前事務ID的記錄。

6、讀-寫相容

有了上述這些控制，在進行資料庫讀寫時，讀操作不用阻塞寫操作，寫操作不用阻塞讀操作，而且不會産生并發問題。這裡的寫操作包括：Insert，Update，Delete

如有錯誤之處，感謝指出

四、遺留問題

1、MVCC實作方式（悲觀鎖，樂觀鎖）

2、undo log的具體寫入和儲存流程