MySQL-MVCC
MySQL-MVCC
定义
多版本并发控制。主要为了让多事务读-写、写-读操作可以并发执行，提升系统性能。
作用范围
作用于如下两种隔离级别，
- 读已提交(READ COMMITTED)
- 可重复读(REPEATABLE READ)
MySQL中的读类型
- 简单理解，就是读取数据不加锁。具体实现一般是通过给【数据行】加版本号或者时间戳，每次更新，版本号加一，或者更新时间戳，查询时，通过版本号比较，判断该数据行是否可见。
- InnoDB中，MVCC就是实现了【一致性非锁定读】，在【读已提交隔离级别】、【可重复读隔离级别】下，普通查询（不包括select … lock in share mode，select …for update），则会使用【一致性非锁定读】（MVCC）。
执行如下SQL语句，则是锁定读，
- 查询（select … lock in share mode，select …for update）
- 增删改（insert、update、delete）
锁定读场景下，都是读取的最新版本数据，且会对读取到的数据行锁。
视图
定义
mysql中有两种视图，定义如下，
- 一种是虚拟表，一般用于封装多表查询SQL，只查询多表的关键列作为视图的列，屏蔽表结构。这种视图底层只是一个查询SQL逻辑，只有在真正执行视图查询的时候，按照SQL汇总数据。
- 另一种视图，就是mysql实现MVCC的一致性读视图，可以理解成是一个数据行的快照（MVCC主要关注这个视图）。
作用
主要是用来做【数据行】可见性判断。
生成时机
读已提交(READ COMMITTED)
事务中的每次查询，都会生成一个ReadView。注意，即使不开启事务的查询，也会生成mvcc对应的一致性读视图Read View。
可重复读(REPEATABLE READ)
事务中第一次普通查询，会生成一个ReadView，后续事务对同一条数据行查询都是同一个视图。
视图要素
class ReadView {
/* ... */
private:
trx_id_t m_low_limit_id; /* 大于等于这个 ID 的事务均不可见 */
trx_id_t m_up_limit_id; /* 小于这个 ID 的事务均可见 */
trx_id_t m_creator_trx_id; /* 创建该 Read View 的事务ID */
trx_id_t m_low_limit_no; /* 事务 Number, 小于该 Number 的 Undo Logs 均可以被 Purge */
ids_t m_ids; /* 创建 Read View 时的活跃事务列表 */
m_closed; /* 标记 Read View 是否 close */
}m_ids-【活跃】的事务列表
生成视图的时候，会在视图中维护【活跃】的事务列表，即当前数据行【未提交】的事务（不是绝对的，可能并发遗漏某些【活跃】事务ID）。ReadView中主要包含当前系统中还有哪些活跃的读写事务，把它们的事务id放到一个列表中，我们把这个列表命名为为m_ids。
m_low_limit_id-活跃事务上限
m_low_limit_id 表示生成视图时候，出现过的最大的事务 ID+1，实际上等于下一个即将分配的事务ID， 所以，大于【当前事务视图】的m_low_limit_id的【数据行版本】，则不可见。
m_up_limit_id-活跃事务下限
生成视图时候，当前数据行【未提交】的最小事务ID，所以，小于【当前事务视图】的m_up_limit_id的【数据行版本】，均可见
版本链
定义
InnoDB的每个事务，都有一个唯一的事务ID，事务开始时候，想InnoDB申请的，且是严格递增的。
每一行数据，实际上都有多个版本，每次事务更新数据，都会新增一个数据行版本，新的版本中，会包含【事务ID】，以及【回滚指针】（即上一个旧版本地址），这些数据行，通过【回滚指针】连接，形成了一个版本链。
数据行隐藏要素
数据行中有两个隐藏的列。一个保存了行的事务ID（DB_TRX_ID），一个保存了行的回滚指针（DB_ROLL_PT）。每开始一个新的事务，都会自动递增产生一个新的事务id，同时，每一个新的数据行版本，都会记录上一个数据行版本的地址。
undo-log
主要有两点作用，
- 事务回滚，借助undo log进行数据还原。
- mvcc实现非锁定读，即判断事务对数据行的可见性。判断某个事务查询SQL，可见性的数据行版本，基本上就是遍历【数据行版本链】，【数据行版本】的事务ID和【快照】的【活跃事务列表】进行比较，找到可见的【数据行版本】。这里遍历【数据行版本链】，是通过undo log读取历史数据行版本的（实际上【版本】就是数据行的备份）。
MVCC版本回收
为了防止版本无限增加，占用空间，MVCC会定期进行版本回收。
数据行可见性判断逻辑
判断逻辑
查询时，版本链数据是否看见判断逻辑：
注意下面解释中的【版本】指的是数据行的版本。ReadView则是当前事务执行查询时候，生成的【快照】。
m_low_limit_id：m_ids 列表中最大的事务id；m_up_limit_id：m_ids 列表中最小的事务id。
- 被访问版本的 trx_id < m_up_limit_id，说明生成该版本的事务在生成 ReadView 前已经提交，该版本能被当前事务访问。
- 被访问版本的 trx_id > = m_low_limit_id，说明生成该版本的事务在生成 ReadView 后才生成，该版本不能被当前事务访问。
- 被访问版本的 m_up_limit_id <= trx_id <m_low_limit_id，且不存在于【活跃事务列表】中，该版本能被当前事务访问。
- 被访问版本的 trx_id 存在于【活跃事务列表】中，说明当前事务生成ReadView 时，生成该版本的事务还处于活跃中，该版本不能被当前事务访问。
图示
图看不清的话，可以右键，放大图片，就能缩放看的清楚了。
总结
- MVCC 在mysql 中的实现依赖的是 undo log 与 ReadView 。
- 普通的select语句，是【一致性非锁定读】，即会开启MVCC【快照】读，实现并发控制；select for update，insert、update、delete等，是【锁定读】，则通过锁实现并发控制。
- InnoDB存储引擎在【可重复读隔离级别】下，如何解决【不可重复读】。
- 【一致性非锁定读】场景下，只有事务开启后第一次查询生成ReadView,后续事务对同一条数据行查询都是同一个视图,其他事务对数据行的修改版本，对当前事务不可见，解决了【不可重复读】问题；
- 【锁定读】场景下，读取的都是最新数据，读取后给读取到的数据加锁，防止其他事务修改数据，解决了【不可重复读】问题。
- InnoDB存储引擎在【可重复读隔离级别】下，如何解决【幻读】。
- 【一致性非锁定读】场景下，只有事务开启后第一次查询生成ReadView,后续事务对同一条数据行查询都是同一个视图,其他事务插入的数据对当前事务不可见，防止幻读；
- 【锁定读】场景下，读取的都是最新数据，除了锁定读取到的数据后，InnoDB通过间隙锁（Next-Key Lock)，锁住间隙，在【查询范围内】不允许其它事务插入数据，防止幻读。