1.什么是MVCC？
MVCC，全稱Multi-Version Concurrency Control，即多版本并發(fā)控制。MVCC是一種并發(fā)控制的方法，一般在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)訪問(wèn)，在編程語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)事務(wù)內(nèi)存。
2.MVCC是為了解決什么問(wèn)題?
大多數(shù)的MYSQL事務(wù)型存儲(chǔ)引擎,如,InnoDB，F(xiàn)alcon以及PBXT都不使用一種簡(jiǎn)單的行鎖機(jī)制.事實(shí)上,他們都和MVCC–多版本并發(fā)控制來(lái)一起使用.
鎖機(jī)制可以控制并發(fā)操作,但是其系統(tǒng)開(kāi)銷較大,而MVCC可以在大多數(shù)情況下代替行級(jí)鎖,使用MVCC,能降低其系統(tǒng)開(kāi)銷.
MVCC在MySQL InnoDB中的實(shí)現(xiàn)主要是為了提高數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)性能，用更好的方式去處理讀-寫(xiě)沖突，做到即使有讀寫(xiě)沖突時(shí)，也能做到不加鎖，非阻塞并發(fā)讀
3.MVCC能解決什么問(wèn)題，好處是？
數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)場(chǎng)景有三種，分別為：
讀-讀：不存在任何問(wèn)題，也不需要并發(fā)控制
讀-寫(xiě)：有線程安全問(wèn)題，可能會(huì)造成事務(wù)隔離性問(wèn)題，可能遇到臟讀，幻讀，不可重復(fù)讀
寫(xiě)-寫(xiě)：有線程安全問(wèn)題，可能會(huì)存在更新丟失問(wèn)題，比如第一類更新丟失，第二類更新丟失
MVCC帶來(lái)的好處:
多版本并發(fā)控制（MVCC）是一種用來(lái)解決讀-寫(xiě)沖突的無(wú)鎖并發(fā)控制，也就是為事務(wù)分配單向增長(zhǎng)的時(shí)間戳，為每個(gè)修改保存一個(gè)版本，版本與事務(wù)時(shí)間戳關(guān)聯(lián)，讀操作只讀該事務(wù)開(kāi)始前的數(shù)據(jù)庫(kù)的快照。 所以MVCC可以為數(shù)據(jù)庫(kù)解決以下問(wèn)題
在并發(fā)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，可以做到在讀操作時(shí)不用阻塞寫(xiě)操作，寫(xiě)操作也不用阻塞讀操作，提高了數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)讀寫(xiě)的性能
同時(shí)還可以解決臟讀，幻讀，不可重復(fù)讀等事務(wù)隔離問(wèn)題，但不能解決更新丟失問(wèn)題
3.MVCC實(shí)現(xiàn)
MVCC是通過(guò)保存數(shù)據(jù)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的快照來(lái)實(shí)現(xiàn)的. 不同存儲(chǔ)引擎的MVCC實(shí)現(xiàn)是不同的,典型的有樂(lè)觀并發(fā)
MVCC的目的就是多版本并發(fā)控制，在數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)現(xiàn)，就是為了解決讀寫(xiě)沖突，它的實(shí)現(xiàn)原理主要是依賴記錄中的 3個(gè)隱式字段，undo日志 ，Read View 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以我們先來(lái)看看這個(gè)三個(gè)point的概念
隱式字段
每行記錄除了我們自定義的字段外，還有數(shù)據(jù)庫(kù)隱式定義的DB_TRX_ID,DB_ROLL_PTR,DB_ROW_ID等字段
DB_TRX_ID
最近修改(修改/插入)事務(wù)ID：記錄創(chuàng)建這條記錄/最后一次修改該記錄的事務(wù)ID
DB_ROLL_PTR
回滾指針，指向這條記錄的上一個(gè)版本（存儲(chǔ)于rollback segment里）
DB_ROW_ID
隱含的自增ID（隱藏主鍵），如果數(shù)據(jù)表沒(méi)有主鍵，InnoDB會(huì)自動(dòng)以DB_ROW_ID產(chǎn)生一個(gè)聚簇索引
實(shí)際還有一個(gè)刪除flag隱藏字段, 既記錄被更新或刪除并不代表真的刪除，而是刪除flag變了
如上圖，DB_ROW_ID是數(shù)據(jù)庫(kù)默認(rèn)為該行記錄生成的唯一隱式主鍵，DB_TRX_ID是當(dāng)
前操作該記錄的事務(wù)ID,而DB_ROLL_PTR是一個(gè)回滾指針，用于配合undo日志，指向上一個(gè)舊版本
undo日志
undo log主要分為兩種：
insert undo log
代表事務(wù)在insert新記錄時(shí)產(chǎn)生的undo log, 只在事務(wù)回滾時(shí)需要，并且在事務(wù)提交后可以被立即丟棄
update undo log
事務(wù)在進(jìn)行update或delete時(shí)產(chǎn)生的undo log; 不僅在事務(wù)回滾時(shí)需要，在快照讀時(shí)也需要；所以不能隨便刪除，只有在快速讀或事務(wù)回滾不涉及該日志時(shí)，對(duì)應(yīng)的日志才會(huì)被purge線程統(tǒng)一清除
purge:
從前面的分析可以看出，為了實(shí)現(xiàn)InnoDB的MVCC機(jī)制，更新或者刪除操作都只是設(shè)置一下老記錄的deleted_bit，并不真正將過(guò)時(shí)的記錄刪除。
為了節(jié)省磁盤空間，InnoDB有專門的purge線程來(lái)清理deleted_bit為true的記錄。為了不影響MVCC的正常工作，purge線程自己也維護(hù)了一個(gè)read view（這個(gè)read view相當(dāng)于系統(tǒng)中最老活躍事務(wù)的read view）;如果某個(gè)記錄的deleted_bit為true，并且DB_TRX_ID相對(duì)于purge線程的read view可見(jiàn)，那么這條記錄一定是可以被安全清除的。
對(duì)MVCC有幫助的實(shí)質(zhì)是update undo log ，undo log實(shí)際上就是存在rollback segment中舊記錄鏈，它的執(zhí)行流程如下：
一、 比如一個(gè)有個(gè)事務(wù)插入persion表插入了一條新記錄，記錄如下，name為Jerry, age為24歲，隱式主鍵是1，事務(wù)ID和回滾指針，我們假設(shè)為NULL
二、 現(xiàn)在來(lái)了一個(gè)事務(wù)1對(duì)該記錄的name做出了修改，改為Tom
在事務(wù)1修改該行(記錄)數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)先對(duì)該行加排他鎖
然后把該行數(shù)據(jù)拷貝到undo log中，作為舊記錄，既在undo log中有當(dāng)前行的拷貝副本
拷貝完畢后，修改該行name為Tom，并且修改隱藏字段的事務(wù)ID為當(dāng)前事務(wù)1的ID, 我們默認(rèn)從1開(kāi)始，之后遞增，回滾指針指向拷貝到undo log的副本記錄，既表示我的上一個(gè)版本就是它
事務(wù)提交后，釋放鎖
三、 又來(lái)了個(gè)事務(wù)2修改person表的同一個(gè)記錄，將age修改為30歲
在事務(wù)2修改該行數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)也先為該行加鎖
然后把該行數(shù)據(jù)拷貝到undo log中，作為舊記錄，發(fā)現(xiàn)該行記錄已經(jīng)有undo log了，那么最新的舊數(shù)據(jù)作為鏈表的表頭，插在該行記錄的undo log最前面
修改該行age為30歲，并且修改隱藏字段的事務(wù)ID為當(dāng)前事務(wù)2的ID, 那就是2，回滾指針指向剛剛拷貝到undo log的副本記錄
事務(wù)提交，釋放鎖
從上面，我們就可以看出，不同事務(wù)或者相同事務(wù)的對(duì)同一記錄的修改，會(huì)導(dǎo)致該記錄的undo log成為一條記錄版本線性表，既鏈表，undo log的鏈?zhǔn)拙褪亲钚碌呐f記錄，鏈尾就是最早的舊記錄（當(dāng)然就像之前說(shuō)的該undo log的節(jié)點(diǎn)可能是會(huì)purge線程清除掉，向圖中的第一條insert undo log，其實(shí)在事務(wù)提交之后可能就被刪除丟失了，不過(guò)這里為了演示，所以還放在這里）
Read View(讀視圖)
什么是Read View?
總結(jié)
如果你是已提交讀隔離級(jí)別，這時(shí)候你會(huì)重新一個(gè)ReadView，
按照上的說(shuō)法，你去版本鏈通過(guò)trx_id對(duì)比查找到合適的結(jié)果
如果你是可重復(fù)讀隔離級(jí)別，這時(shí)候你的ReadView還是第一次select時(shí)候生成的ReadView, 也就是列表的值還是之前的。所以第二次select結(jié)果和第一次一樣，所以叫可重復(fù)讀！
也就是說(shuō)已提交讀隔離級(jí)別下的事務(wù)在每次查詢的開(kāi)始都會(huì)生成一個(gè)獨(dú)立的ReadView,而可重復(fù)讀隔離級(jí)別則在第一次讀的時(shí)候生成一個(gè)ReadView，之后的讀都復(fù)用之前的ReadView。
這就是Mysql的MVCC,通過(guò)版本鏈，實(shí)現(xiàn)多版本，可并發(fā)讀-寫(xiě)，寫(xiě)-讀。通過(guò)ReadView生成策略的不同實(shí)現(xiàn)不同的隔離級(jí)別。
