MVCC實現機制

1. MVCC簡介

1.1 什么是MVCC

　　MVCC（Multiversion concurrency control ）是一種多版本並發控制機制。

1.2 MVCC是為了解決什么問題?

　　並發訪問(讀或寫)數據庫時，對正在事務內處理的數據做多版本的管理。以達到用來避免寫操作的堵塞，從而引發讀操作的並發問題。
　　大家都應該知道,鎖機制可以控制並發操作,但是其系統開銷較大，而MVCC可以在大多數情況下代替行級鎖,使用MVCC，能降低其系統開銷。

1.3 MVCC實現

　　MVCC是通過保存數據在某個時間點的快照來實現的。不同存儲引擎的MVCC實現是不同的，典型的有樂觀並發控制和悲觀並發控制。當我們創建表完成后，mysql會自動為每個表添加 數據版本號（最后更新數據的事務id）db_trx_id 刪除版本號 db_roll_pt （數據刪除的事務id） 事務id由mysql數據庫自動生成，且遞增。

2.MVCC 具體實現分析

2.1 MVCC邏輯流程-插入（insert）

　　如下圖,同一事務中（假設事務id=1）插入兩條記錄,記錄的數據版本號為事務id=1,刪除版本號為null

start transaction;（事務id為1）
INSERT INTO user (name,sex) VALUES ('張三','男');
INSERT INTO user (name,sex) VALUES ('李四','男');
commit;

　　對應在數據中的表如下(后面兩列是隱藏列,我們通過查詢語句並看不到)

　　

2.2 MVCC邏輯流程-查詢（select）

　　查詢時需要同時滿足以下兩個條件
　　1、查找數據版本號，早於（小於等於）當前事務id的數據行。 這樣可以確保事務讀取的數據是事務之前已經存在的。或者是當前事務插入或修改的。
　　2、查找刪除版本號為null 或者大於當前事務版本號的記錄。 這樣確保取出來的數據在當前事務開啟之前沒有被刪除。

　　如下圖，假如有一個事務中執行查詢（假設事務id=2）

start transaction;（事務id為2）
select * from user where sex = '男';  --（1）
select * from user where sex = '男';  --（2）
commit;

　　假設在執行這個事務ID為2的過程中,剛執行到(1)，這時有另一個事務（假設事務id=3）往這個表里插入了一條數據; 

start transaction;（事務id為3）
INSERT INTO user (name,sex) VALUES ('王五','男');
commit;

　　此時表中的數據如下：

　　

　　然后接着執行事務 id=2 中的(2)，由於id=3的數據的創建時間(事務ID為3)，執行當前事務的ID為2，而InnoDB只會查找事務ID小於等於當前事務ID的數據行，所以 id=3 的數據行並不會在執行事務 id=2 中的 (2) 被檢索出來。在事務 id=2 中的兩條select 語句檢索出來的數據都只會下表:

　　

2.3 MVCC邏輯流程-刪除（delete）

　　如下圖，假如有一個事務中執行查詢（假設事務id=4）

start transaction;（事務id為4）
select * from user where sex = '男';  --（1）
select * from user where sex = '男';  --（2）
commit;

　　假設事務 id=4 剛執行到（1），此時有另外一個事務 id=5 執行了刪除語句，會更新數據的刪除版本號為當前事務id = 5　

start transaction;（事務id為5）
DELETE FROM user WHERE id = 1;
commit;

　　此時數據庫表中數據如下：

　　

　　接着執行事務 id=4的事務(2)，根據SELECT 檢索條件可以知道，它會檢索創建時間(創建事務的ID)小於當前事務ID的行和刪除時間(刪除事務的ID)大於當前事務的行，表中id=1的行由於刪除時間(刪除事務的ID)大於當前事務的ID，所以事務 id=2 的(2)在執行的時候也會把表中 id=1 的數據檢索出來，所以事務4中的兩條select 語句檢索出來的數據都如下：

　　

2.4 MVCC邏輯流程-修改（update）

　　可以理解為，當一個事務中 修改一條記錄時， 是先復制該數據，新數據數據版本號為當前事務id,刪除版本號為 null 。然后更新 原來數據的刪除版本號為 當前事務id。如下：

　　假如一個事務 id=6 執行了一條update語句

start transaction;（事務id為6）
UPDATE user SET name='李四1' WHERE id = 2
commit;

　　執行結果如下：