深入详解MYSQL的MVCC机制

参考资料：

参考视频（注意第二个视频关于幻读的讲解是错误的，详情见本文）

redoLog的结构详解

参考资料

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学习内容：

1. MVCC要解决的问题

MVCC要解决的问题是，在不产生脏读等数据库问题的前提下，数据库的查询语句和更改语句不相互阻塞的情况；

在InnoDB中，MVCC仅仅存在于已提交读和可重复读两个隔离级别。

2. MVCC的实现机制

MVCC的实现完全依赖于undolog链表和ReadView两大板块

3. UndoLog链表

(1)InnoDB数据库中的每一行，都有三个隐藏字段

1. 事务ID（DB_TRX」D）：增删改都会默认开启事务，数据行每参与一次事务，就会更新改行的事务ID.
2. 回滚指针（）:指向旧版本的数据
3. Row_ID:  当InnoDB表没有规定主键，并且找不到非空列来构建聚簇索引，那么就会使用Row_ID作为改行的唯一标识，来构建聚簇索引

(2) Undo_Log的结构如下

        数据库中的数据，在参与事务前（修改前），都会记录一个undo_log（包括原先的回滚指针和事务ID）

        然后事务修改数据，并且更新隐藏的事务ID和回滚指针（回滚指针指向undo_log中的上一个版本数据）

        就这样不断地更新，就生成了undo_log版本链表

        其实undo_log版本链的结构要复杂的多，关于undo_log的详细介绍见前面的笔记

（3） 当前读和快照读

1. 不加锁的select就是快照读（读取MVCC中undo_log的版本链中的数据）
2. 加锁的select 和增删改等其他语句就是当前读（直接读取数据库表中的数据）

（4）Read view表

① ReadView作用

        当相同的数据被很多事务操作的时候，UndoLog就会变得错综复杂且冗长，那么在进行select快照读的时候，往往很难判断应该读取哪个快照；

        所以在进行select快照读的时候，会生成一个readview，用来帮助确定是需要读取哪个undoLog快照

②ReadView的结构

        ReadView其实是事务ID的集合，其中包括当前正在执行未提交的事务ID列表，创建ReadView的事务ID等

③ ReadView生成时机

        RC（已提交读）：ReadView在RC（已提交读）隔离级别下，每进行一次select快照读，就会生成一个ReadView

        RR（可重复读）: ReadView在RR（可重复读）隔离级别下，每一个事务只有一个readView，在第一次进行select快照读时生成，后续的快照读，共享这一份readView

④ ReadView的执行逻辑

        当我们进行select快照读时，就会使用ReadView，顺着当前数据以及它所连接的UndoLog版本链，进行事务ID的比对，选出对应的数据版本并返回；

        具体的对比逻辑是：

顺着当前数据以及UndoLog版本链往下找，

1. 如果事务ID小于readView的事务ID列表中的最小值，表示该数据已提交，那么就进行返回；
2. 如果事务ID大于readView的事务ID列表中的最大值，该数据不可以返回，继续寻找；
3. 如果事务ID大于等于readView的事务ID列表中的最小值且小于等于事务ID列表中的最大值：
   1. 如果事务ID在readView的事务ID列表中，且事务ID等于创建readView的事务ID，那么就进行返回，否则不可以返回，继续寻找
   2. 如果事务ID不在readView的事务ID列表中，那么就进行返回；

⑤ InnoDb的MVCC在RR（可重复读）隔离级别下的幻读问题

结论：InnoDB在RR隔离级别下，仅仅解决了部分幻读问题，并没有解决全部

下面将通过举例来说明（数据库在RR隔离级别下）

假设数据库中有原始数据

1）发生幻读的情况

具体步骤如下：

 首先，事务202会进行一次select快照读，并生成ReadView

查询结果为：

然后事务201进行一次数据插入，并提交，此时的数据库为：

然后事务202进行了一次数据更新，这时就会产生UndoLog

最后事务202进行select快照读，因为此时隔离级别为RR（可重复读），所以共用着一份readView

readView会顺着数据和redoLog链进行查询

因为202属于区间[201,202],且202为当前事务ID，

所以查询到的数据为：

此时便发生了幻读

2） 解决幻读的情况

具体步骤如下：

1. 首先，事务202会进行一次select快照读，并生成ReadView

查询结果为：

b.然后事务201进行一次数据插入，并提交，此时的数据库为：

 然后事务202进行了一次数据更新，这时就会产生UndoLog

1. 最后事务202进行select快照读，因为此时隔离级别为RR（可重复读），所以共用着一份readView

e.readView会顺着数据和redoLog链进行查询
因为202属于区间[201,202],且202为当前事务ID，201虽然属于这个区间，但是不等于当前事务ID,所以只显示202的数据

所以得到的结果为：

并没有发生幻读

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