MySQL多版本控制-MVCC

1.什么是多版本并发控制（MVCC）

多版本并发控制（MVCC，Multiversion Concurrency Control）是一种数据库并发控制方法，它通过保留数据的多个版本来管理事务并发。与传统的锁机制不同，MVCC 允许多个事务同时读取和写入数据，而不会相互干扰，从而提高数据库的并发性和性能。

 

2 MVCC如何实现

2.1每行数据包含隐藏字段：

必选隐藏字段‌（始终存在）：

DB_TRX_ID‌：记录最后一次修改该行数据的事务 ID‌。

DB_ROLL_PTR‌：指向 Undo Log 的指针，用于回溯历史版本数据‌。

条件性隐藏字段‌：

DB_ROW_ID‌：当表未显式定义主键且无唯一索引时，InnoDB 自动生成的隐藏主键‌；若存在自定义主键或唯一索引，则不会生成此字段‌

 

如上图所示，针对id=10001的这条数据，都会将旧值放到一条undo日志中，就算是该记录的一个旧版本，随着更新次数的增多，所有的版本都会被 roll_pointer 属性连接成一个链表，我们把这个链表称之为版本链，根据版本链就可以找到这条数据历史的版本。

2.2 Undo Log（回滚日志）

如2.1图所示，针对id=10001的这条数据，都会将旧值放到一条undo日志中，就算是该记录的一个旧版本，用于回滚和一致性读‌,随着更新次数的增多，所有的版本都会被 roll_pointer 属性连接成一个链表，我们把这个链表称之为版本链，根据版本链就可以找到这条数据历史的版本

利用undo log日志我们已经保留下了数据的各个版本，那么现在关键的问题是要读取哪个版本的数据呢？ 这时就需要用到ReadView了,通过 Read View 判断数据版本的可见性

‌2.3 Read View（读视图）‌

ReadView就是事务在使用MVCC机制进行快照读操作时产生的一致性视图

事务启动时生成，包含以下信息：

●m_ids: 指的是在创建 ReadView 时，当前数据库中「活跃事务」的事务 id 列表，注意是一个列表， “活跃事务”指的就是，启动了但还没提交的事务。
●min_trx_id: 指的是在创建 ReadView 时，当前数据库中「活跃事务」中事务 id 最小的事务，也就是 m_ids 的最小值。
●max_trx_id：这个并不是 m_ids 的最大值，而是创建 ReadView 时当前数据库中应该给下一个事务的 id 值，也就是全局事务中最大的事务 id 值 + 1；
●creator_trx_id ：指的是创建该 ReadView 的事务的事务 id, 只有在对表中的记录做改动时（执行INSERT、DELETE、UPDATE这些语句时）才会为 事务分配事务id，否则在一个只读事务中的事务id值都默认为0。

 

通过 Read View 判断数据版本的可见性,

√ DB_TRX_ID = creator_trx_id  表示当前事务在访问它自己修改过的记录，可见

√ DB_TRX_ID < min_trx_id 表示该版本在事务开始前已提交,可见

× DB_TRX_ID > = max_trx_id 表示这个版本是由将来启动的事务生成的，不可见的

× DB_TRX_ID 属于 m_ids 表示这个版本是由还没提交的事务生成的，不可见, 

√ DB_TRX_ID 不属于 m_ids 表示创建Read View时生成该版本的事务已经提交,可见 

这种通过版本链 + 一致性视图 来控制并发事务访问同一个记录时的行为就叫 MVCC（多版本并发控制）。

3. MVCC 与隔离级别的关系

READ COMMITTED隔离级别下 : 每次 SELECT 生成新 Read View，总读取已提交的最新快照‌

REPEATABLE READ隔离级别下 : 事务首次 SELECT 生成 Read View，后续读操作复用该视图，保证可重复读‌

4.优点：

实现读写操作的非阻塞（读操作无需等待写操作释放锁）‌

避免传统锁机制带来的死锁风险和高并发下的性能瓶颈‌

5.缺点:

历史版本数据需存储于 Undo Log，增加存储开销‌。

频繁更新场景下，版本链过长可能影响查询效率‌。

6‌.优化建议‌

‌控制事务长度‌：避免长事务导致 Undo Log 堆积和版本链过长‌。

‌合理选择隔离级别‌：优先使用 REPEATABLE READ 平衡一致性与性能‌。

‌定期清理历史版本‌：通过配置 innodb_purge_threads 清理无效 Undo Log‌