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本篇內容介紹了“MySQL多版本并發控制MVCC實例分析”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！
MVCC (Multiversion Concurrency Control)，多版本并發控制。顧名思義，MVCC是通過數據行的多個版本管理來實現數據庫的并發控制。這項技術使得在InnoDB的事務隔離級別下執行一致性讀.操作有了保證。換言之，就是為了查詢一些正在被另一個事務更新的行，并且可以看到它們被更新之前的值，這樣在做查詢的時候就不用等待另一個事務釋放鎖。
MVCC沒有正式的標準，在不同的DBMS中MVCC的實現方式可能是不同的，也不是普遍使用的(大家可以參考相關的DBMS文檔)。這里講解InnoDB中 MVCC的實現機制(MySQL其它的存儲引擎并不支持它)
MVCC在MySQL InnoDB中的實現主要是為了提高數據庫并發性能，用更好的方式去處理讀-寫沖突，做到即使有讀寫沖突時，也能做到不加鎖，非阻塞并發讀，而這個讀指的就是快照讀,而非當前讀。當前讀實際上是一種加鎖的操作，是悲觀鎖的實現。而MVCC本質是采用樂觀鎖思想的一種方式。
快照讀又叫一致性讀，讀取的是快照數據。不加鎖的簡單的SELECT都屬于快照讀，即不加鎖的非阻塞讀;比如這樣:
select * from player where ...
之所以出現快照讀的情況，是基于提高并發性能的考慮，快照讀的實現是基于MVCC，它在很多情況下，避免了加鎖操作，降低了開銷。
既然是基于多版本，那么快照讀可能讀到的并不一定是數據的最新版本，而有可能是之前的歷史版本。
快照讀的前提是隔離級別不是串行級別，串行級別下的快照讀會退化成當前讀。
當前讀讀取的是記錄的最新版本（最新數據，而不是歷史版本的數據)，讀取時還要保證其他并發事務不能修改當前記錄，會對讀取的記錄進行加鎖。加鎖的SELECT，或者對數據進行增刪改都會進行當前讀。比如:
我們知道事務有4個隔離級別，可能存在三種并發問題：
在MysQL 中，默認的隔離級別是可重復讀，可以解決臟讀和不可重復讀的問題，如果僅從定義的角度來看，它并不能解決幻讀問題。如果我們想要解決幻讀問題，就需要采用串行化的方式，也就是將隔離級別提升到最高，但這樣一來就會大幅降低數據庫的事務并發能力。
MVCC可以不采用鎖機制，而是通過樂觀鎖的方式來解決不可重復讀和幻讀問題!它可以在大多數情況下替代行級鎖，降低系統的開銷。
回顧一下undo日志的版本鏈，對于使用InnoDB存儲引擎的表來說，它的聚簇索引記錄中都包含兩個必要的隱藏列。
trx_id:每次一個事務對某條聚簇索引記錄進行改動時，都會把該事務的事務id賦值給trx_id隱藏列。roll_pointer:每次對某條聚簇索引記錄進行改動時，都會把舊的版本寫入到undo日志中，然后這個隱藏列就相當于一個指針，可以通過它來找到該記錄修改前的信息。
MVCC的實現依賴于：隱藏字段、Undo Log、Read View
在MVCC機制中，多個事務對同一個行記錄進行更新會產生多個歷史快照，這些歷史快照保存在Undo Log里。如果一個事務想要查詢這個行記錄，需要讀取哪個版本的行記錄呢?這時就需要用到ReadView了，它幫我們解決了行的可見性問題。
ReadView就是事務在使用MVCC機制進行快照讀操作時產生的讀視圖。當事務啟動時，會生成數據庫系統當前的一個快照，InnoDB為每個事務構造了一個數組，用來記錄并維護系統當前活躍事務的lD(“"活躍"指的就是，啟動了但還沒提交）。
使用READ UNCOMMITTED隔離級別的事務，由于可以讀到未提交事務修改過的記錄，所以直接讀取記錄的最新版本就好了。
使用SERIALIZABLE隔離級別的事務，InnoDB規定使用加鎖的方式來訪問記錄。
使用READ COMMITTED和REPEATABLE READ隔離級別的事務，都必須保證讀到已經提交了的事務修改過的記錄。假如另一個事務已經修改了記錄但是尚未提交，是不能直接讀取最新版本的記錄的，核心問題就是需要判斷一下版本鏈中的哪個版本是當前事務可見的，這是ReadView要解決的主要問題。
這個ReadView中主要包含4個比較重要的內容，分別如下:
有了這個ReadView，這樣在訪問某條記錄時，只需要按照下邊的步驟判斷記錄的某個版本是否可見。
如果被訪問版本的trx_id屬性值與ReadView中的creator_trx_id值相同，意味著當前事務在訪問它自己修改過的記錄，所以該版本可以被當前事務訪問。
如果被訪問版本的trx_id屬性值小于ReadView中的up_limit_id值，表明生成該版本的事務在當前事務生成ReadView前已經提交，所以該版本可以被當前事務訪問。
如果被訪問版本的trx_id屬性值大于或等于ReadView中的low_limit_id值，表明生成該版本的事務在當前事務生成ReadView后才開啟，所以該版本不可以被當前事務訪問。
如果被訪問版本的trx_id屬性值在ReadView的up_limit_id和low_limit_id之間，那就需要判斷一下trx_id屬性值是不是在trx_ids列表中。如果在，說明創建ReadView時生成該版本的事務還是活躍的，該版本不可以被訪問。如果不在，說明創建ReadView時生成該版本的事務已經被提交，該版本可以被訪問。 4.4 MVCC整體操作流程
了解了這些概念之后，我們來看下當查詢一條記錄的時候，系統如何通過MVCC找到它：
1.首先獲取事務自己的版本號，也就是事務ID;
2．獲取ReadView;
3．查詢得到的數據，然后與ReadView中的事務版本號進行比較;
4.如果不符合Readview規則，就需要從Undo Log中獲取歷史快照;
5．最后返回符合規則的數據。
如果某個版本的數據對當前事務不可見的話，那就順著版本鏈找到下一個版本的數據，繼續按照上邊的步驟判斷可見性，依此類推，直到版本鏈中的最后一個版本。如果最后一個版本也不可見的話，那么就意味著該條記錄對該事務完全不可見，查詢結果就不包含該記錄。
InnoDB中，MVCC是通過Undo Log + Read View進行數據讀取，Undo Log保存了歷史快照，而Read View規則幫我們判斷當前版本的數據是否可見。
在隔離級別為讀已提交（Read Committed）時，一個事務中的每一次select查詢都會重新獲取一次Read View。
當隔離級別為可重讀的時候，就避免了不可重復讀，這是因為一個事務只在第一次select的時候會獲取一次Read View,而后面所有的select都會復用這個Read View,
如下所示：
假設現在student表中只有一條由事務id為8的事務插入一條記錄：
MVCC只能在READ COMMITTED和REPEATABLE READ兩個隔離級別下工作。接下來看一下READ COMMITTED和REPEATABLE READ所謂的生成Readview的時機不同到底不同在哪里。
隔離級別下：
READ COMMITTED：每次讀取數據前都生成一個ReadView
現在有兩個事務id分別為10、20的事務在執行：
說明:事務執行過程中，只有在第一次真正修改記錄時（比如使用INSERT、DELETE、UPDATE語句)，才會被分配一個單獨的事務id，這個事務id是遞增的。所以我們才在事務2中更新一些別的表的記錄，目的是讓它分配事務id。
此刻，表student中id為1的記錄得到的版本鏈表如下所示：
假設現在有一個使用READ COMMITED隔離級別的事務開始執行：
這個SELECT1的執行過程如下:
步驟1∶在執行SELECT語句時會先生成一個ReadView ，ReadView的trx_ids列表的內容就是[10，20]，up_limit_id為10, low_limit_id為21 , creator_trx_id為0。
步驟2:從版本鏈中挑選可見的記錄，從圖中看出，最新版本的列name的內容是'王五'，該版本的trx_id值為10，在trx_ids列表內，所以不符合可見性要求，根據roll_pointer跳到下一個版本。
步驟3:下一個版本的列name的內容是'李四'，該版本的trx_id值也為10，也在trx_ids列表內，所以也不符合要求，繼續跳到下一個版本。
步驟4:下一個版本的列 name的內容是‘張三'，該版本的trx_id值為8，小于ReadView 中的up_limit_id值10，所以這個版本是符合要求的，最后返回給用戶的版本就是這條列name為‘張三’的記錄。
之后，我們把事務id為10的事務提交一下:
然后再到事務id為20的事務中更新一下表student中id為1的記錄:
此刻，表student中id為1的記錄的版本鏈就長這樣：
然后再到剛才使用READ COMMITTED隔離級別的事務中繼續查找id為1的記錄，如下：
這個SELECT2的執行過程如下:
步驟1∶在執行SELECT語句時會又會單獨生成一個ReadView，該ReadView的trx_ids列表的內容就是[20]，up_limit_id為20，low_limit_id為21, creator_trx_id為0。
步驟2:從版本鏈中挑選可見的記錄，從圖中看出，最新版本的列name的內容是‘宋八’，該版本的tr×_id值為20，在trx_ids列表內，所以不符合可見性要求，根據roll.pointer跳到下一個版本。
步驟3∶下一個版本的列name的內容是’錢七’，該版本的trx_id值為20，也在trx_ids列表內，所以也不符合要求，繼續跳到下一個版本。
步驟4∶下一個版本的列name的內容是’王五’，該版本的trx_id值為10，小于ReadView中的up_limit.id值20，所以這個版本是符合要求的，最后返回給用戶的版本就是這條列name為’王五’的記錄。
以此類推，如果之后事務id為20的記錄也提交了，再次在使用READ CONMMITTED隔離級別的事務中查詢表student中id值為1的記錄時，得到的結果就是‘宋八’了，具體流程我們就不分析了。
隔離級別下：
使用REPEATABLE READ隔離級別的事務來說，只會在第一次執行查詢語句時生成一個ReadView，之后的查詢就不會重復生成了。
比如，系統里有兩個事務id分別為10、20的事務在執行:
此刻，表student中id為1的記錄得到的版本鏈表如下所示:
假設現在有一個使用REPEATABLE READ隔離級別的事務開始執行:
此時執行過程與read committed相同
然后再到剛才使用REPEATABLE READ隔離級別的事務中繼續查找id為1的記錄，如下：
這個SELECT2的執行過程如下:
步驟1:因為當前事務的隔離級別為REPEATABLE READ，而之前在執行SELECT1時已經生成過ReadView了，所以此時直接復用之前的ReadView，之前的ReadView的trx_ids列表的內容就是[10，20]，up_limit_id為10, low_limit_id為21 , creator_trx_id為0。
步驟2:然后從版本鏈中挑選可見的記錄，從圖中可以看出，最新版本的列name的內容是’宋八’trx_id值為20，在trx_ids列表內，所以不符合可見性要求，根據roll_pointer跳到下一個版本。
步驟3:下一個版本的列name的內容是’錢七’，該版本的trx_id值為20，也在trx_ids列表內合要求，繼續跳到下一個版本。
步驟4:下一個版本的列name的內容是’王五’，該版本的trx_id值為10，而trx_ids列表中是包含值為10的事務id的，所以該版本也不符合要求，同理下一個列name的內容是’李四’的版本也不符合要求。繼續跳到下個版本。
步聚5∶下一個版本的列name的內容是’張三’，該版本的trx_id值為80，小于Readview中的up_limit_id值10，所以這個版本是符合要求的，最后返回給用戶的版本就是這條列c為‘張三’的記錄。
兩次SELECT查詢得到的結果是重復的，記錄的列c值都是’張三’，這就是可重復讀的含義。如果我們之后再把事務id為20的記錄提交了，然后再到剛才使用REPEATABLE READ隔離級刷的事務中繼續查找這個id為1的記錄，得到的結果還是’張三’，具體執行過程大家可以自己分析一下。
假設現在表student中只有一條數據，數據內容中，主鍵id=1，隱藏的trx_id=10，它的undo log如下圖所示。
假設現在有事務A和事務B并發執行，事務A的事務id為20，事務B的事務id為30。
步驟1:事務A開始第一次查詢數據，查詢的SQL語句如下。
select * from student where id > 1;
在開始查詢之前，MySQL會為事務A產生一個ReadView，此時ReadView的內容如下: trx_ids=[20, 30 ] ,up_limit_id=20 , low_limit_id=31 , creator_trx_id=20。
由于此時表student中只有一條數據，且符合where id>=1條件，因此會查詢出來。然后根據ReadView機制，發現該行數據的trx_id=10，小于事務A的ReadView里up_limit_id，這表示這條數據是事務A開啟之前，其他事務就已經提交了的數據，因此事務A可以讀取到。
結論：事務A的第一次查詢，能讀取到一條數據，id=1。
步驟2∶接著事務B(trx_id=30)，往表student中新插入兩條數據，并提交事務。
insert into student(id,name) values(2,'李四'); insert into student(id,name) values(3,'王五');
此時表student中就有三條數據了，對應的undo如下圖所示：
步驟3∶接著事務A開啟第二次查詢，根據可重復讀隔離級別的規則，此時事務A并不會再重新生成ReadView。此時表student中的3條數據都滿足 where id>=1的條件，因此會先查出來。然后根據ReadView機制，判斷每條數據是不是都可以被事務A看到。
1）首先 id=1的這條數據，前面已經說過了，可以被事務A看到。
2）然后是id=2的數據，它的trx_id=30，此時事務A發現，這個值處于up_limit_id和low_limit_id之間，因此還需要再判斷30是否處于trx_ids數組內。由于事務A的trx_ids=[20,30]，因此在數組內，這表示id=2的這條數據是與事務A在同一時刻啟動的其他事務提交的，所以這條數據不能讓事務A看到。
3)同理,id=3的這條數據, trx_id 也為30，因此也不能被事務A看見。
結論:最終事務A的第二次查詢，只能查詢出id=1的這條數據。這和事務A的第一次查詢的結果是一樣的，因此沒有出現幻讀現象，所以說在 MySQL的可重復續隔離級別下，不存在幻讀問題。
“MySQL多版本并發控制MVCC實例分析”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識可以關注億速云網站，小編將為大家輸出更多高質量的實用文章！
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