MVCC多版本併發控制

多版本併發控制（Multi-Version Concurrency Control, MVCC）是 MySQL 的 InnoDB 存儲引擎實現隔離級別的一種具體方式，用於實現提交讀和可重複讀這兩種隔離級別。而未提交讀隔離級別老是讀取最新的數據行，無需使用 MVCC。可串行化隔離級別須要對全部讀取的行都加鎖，單純使用 MVCC 沒法實現。

版本號

• 系統版本號：是一個遞增的數字，每開始一個新的事務，系統版本號就會自動遞增。
• 事務版本號：事務開始時的系統版本號。

隱藏的列

MVCC 在每行記錄後面都保存着兩個隱藏的列，用來存儲兩個版本號：

• 建立版本號：指示建立一個數據行的快照時的系統版本號；
• 刪除版本號：若是該快照的刪除版本號大於當前事務版本號表示該快照有效，不然表示該快照已經被刪除了。

Undo 日誌

MVCC 使用到的快照存儲在 Undo 日誌中，該日誌經過回滾指針把一個數據行（Record）的全部快照鏈接起來。

 

實現過程

如下實現過程針對可重複讀隔離級別。

當開始新一個事務時，該事務的版本號確定會大於當前全部數據行快照的建立版本號，理解這一點很關鍵。

1. SELECT

多個事務必須讀取到同一個數據行的快照，而且這個快照是距離如今最近的一個有效快照。可是也有例外，若是有一個事務正在修改該數據行，那麼它能夠讀取事務自己所作的修改，而不用和其它事務的讀取結果一致。

把沒有對一個數據行作修改的事務稱爲 T，T 所要讀取的數據行快照的建立版本號必須小於 T 的版本號，由於若是大於或者等於 T 的版本號，那麼表示該數據行快照是其它事務的最新修改，所以不能去讀取它。除此以外，T 所要讀取的數據行快照的刪除版本號必須大於 T 的版本號，由於若是小於等於 T 的版本號，那麼表示該數據行快照是已經被刪除的，不該該去讀取它。

2. INSERT

將當前系統版本號做爲數據行快照的建立版本號。

3. DELETE

將當前系統版本號做爲數據行快照的刪除版本號。

4. UPDATE

將當前系統版本號做爲更新前的數據行快照的刪除版本號，並將當前系統版本號做爲更新後的數據行快照的建立版本號。能夠理解爲先執行 DELETE 後執行 INSERT。

快照讀與當前讀

1. 快照讀

使用 MVCC 讀取的是快照中的數據，這樣能夠減小加鎖所帶來的開銷。

select * from table ...;

2. 當前讀

讀取的是最新的數據，須要加鎖。如下第一個語句須要加 S 鎖，其它都須要加 X 鎖。

select * from table where ? lock in share mode;
select * from table where ? for update;
insert;
update;
delete;

6、Next-Key Locks

Next-Key Locks 是 MySQL 的 InnoDB 存儲引擎的一種鎖實現。

MVCC 不能解決幻讀的問題，Next-Key Locks 就是爲了解決這個問題而存在的。在可重複讀（REPEATABLE READ）隔離級別下，使用 MVCC + Next-Key Locks 能夠解決幻讀問題。

Record Locks

鎖定一個記錄上的索引，而不是記錄自己。

若是表沒有設置索引，InnoDB 會自動在主鍵上建立隱藏的聚簇索引，所以 Record Locks 依然可使用。

Gap Locks

鎖定索引之間的間隙，可是不包含索引自己。例如當一個事務執行如下語句，其它事務就不能在 t.c 中插入 15。

SELECT c FROM t WHERE c BETWEEN 10 and 20 FOR UPDATE;

Next-Key Locks

它是 Record Locks 和 Gap Locks 的結合，不只鎖定一個記錄上的索引，也鎖定索引之間的間隙。例如一個索引包含如下值：10, 11, 13, and 20，那麼就須要鎖定如下區間：

(negative infinity, 10]
(10, 11]
(11, 13]
(13, 20]
(20, positive infinity)