数据库的MVCC（多版本并发控制）

1、MVCC

MVCC（Mutil-Version Concurrency Control），就是多版本并发控制，是一种并发控制的方法，一般是用在数据库管理系统中，实现对数据库的并发访问。
本篇文章以MySQL的InnoDB引擎为例，讲解下其MVCC的实现。
在InnoDB中，MVCC就是指在已提交读（RC，Read Commmit）和可重复读（RR，Repeat Read）这两种隔离级别下的事务对于select查询操作访问版本链中记录的过程。
一个支持MVCC的数据库（引擎），在更新（删，改）某些数据时，并不会直接覆盖目标数据，而是标记其为过时，同时新增一个新的数据版本，这样同一份数据就有多个版本，但只有一个是最新的。这些旧数据的版本串起来其实就是版本链。

2、版本链

在InnoDB引擎中，其聚簇索引记录中有两个必要的隐藏列：

• trx_id：这个id用来存储每次对某条聚簇索引记录进行修改的事务id
• roll_pointer：每次对聚簇索引记录有修改的时候，都会把老版本写入undo日志中，这个pointer就存了一个指针，指向这条聚簇索引记录的上一个版本的位置。 | id | name | trx_id | roll_pointer | | —- | —- | —- | —- | | 1 | 名字1 | 10000 | pointer_to_last_version_data |

举个栗子：
当前事务id为10001，要修改id为1的记录，sql如下：

update person set name = '名字2' where id = 1;

这时候，undo日志中就会存在如下版本链记录（假设上版本地址为 0x00000000）：

以roll_pointer为链接，同一条记录的多个数据版本就串成了一条记录的版本链。

3、事务隔离的实现机制-ReadView

ReadView是指事务进行快照读的时候产生的读视图，在该事务执行快照读的那一刻，会生成数据库的快照，但并不是数据的快照，而是当前活跃的事务的快照，会被记录到该读视图中（事务id是递增发放的）。
假设当前的活跃事务为3,5，和11，那么该ReadView的三个属性分别为：

• trx_list：[3,5,6]，即活跃的事务id集合
• up_limit_id：“低水位”，记录的是上述列表中最小的事务id，即为3
• low_limit_id：“高水位”，记录的是上述列表中最大的事务id+1，即下一个尚未分配的事务id，即为12

当进行快照读的时候，首先比较你查询数据的trx_id和低水位up_limit_id，如果data_trx_id如果要访问的数据的trx_id大于up_limit_id，那还需要与高水位low_limit_id的关系，如果data_trx_id>=low_limit_id，则说明该数据是在ReadView后才生成的，则对该ReadView不可见，如果data_trx_id 当要访问的数据对当前事务不可见时，就会使用版本链去寻找上一个事务的数据版本，如果还不可见，就继续往上找，知道找到可见的数据或者到版本链的第一条记录，如果还不可见，就无法访问，返回空。

举个栗子：
在已提交读隔离级别下（为何要强调隔离级别），修改再次修改id为1的记录，sql如下：

update person set name = '名字3' where id = 1;

则该记录的版本链会是如下：

在10005的事务提交之前，此时另一个事务对此记录发起了查询请求，则生成的ReadView的活跃事务列表只有[10005]，,查询请求需要去版本链中寻找旧数据，发现最近的一条事务id是10005，发现在活跃事务列表内，则不可见，再往前找，找到了事务为10001的版本记录，小于列表中的活跃事务id，所以可以访问，就直接将name=’名字2’的记录返回。
那此时10005的事务提交了，然后又新开启了一个id为10010的事务，修改此记录，sql如下：

update person set name = '名字4' where id = 1;

那这时候版本链就是：

那这时候，之前的查询事务再次执行查询请求，会查到哪个版本的记录呢？
说到这，是不是已经比较熟悉了，这就是一个事务在两次读的中间，有其他事务修改了目标记录的问题。
如果隔离级别是已提交读，每次快照读的时候，就会重新生成一个ReadView，这时候的活跃事务列表就变成了[10010]，那通过版本链去查询数据的话，就能查到name=’名字3’的数据（同一事务，两次查询结果不同，就是不可重复读）。
如果隔离级别是可重复读，那每次快照读的时候，不会重新生成ReadView，这时候 的ReadView还是第一次查询生成的，活跃事务列表还是[10005]，去版本链查询还是只能查到name=’名字2’的数据（同一事务下，多次查询结果相同，这是可重复读）。
总结：当事务隔离级别是已提交读的时候，每次查询都会重新生成一个ReadView，如果过程中有其他事务修改了目标数据，那么同一事务内多次查询，结果可能不同；
当事务隔离级别是可重复读的时候，同一事务只有第一次查询会生成ReadView，之后同事务的查询请求都复用此ReadView，用于保证同一事务下多次查询结果相同。