什么是 MVCC

上一篇文章我们说到数据库的四种事务隔离级别，可以通过加锁的方式来实现，只是效率太低，事实上，MySQL 是通过 MVCC（多版本并发控制）来实现的。

具体原理有一点点复杂，需要你用点心才能看懂，今天我们就以「可重复读隔离级别」为例来详细说明其具体原理。

假设数据库有如下记录。

我们都知道 InnoDB 引擎下，每一个事务都有一个事务 ID，叫做 transaction id，是在事务开始时系统自动分配的，且该 id 是递增的。同时这个 id 也会记录在数据行上面。言外之意就是数据库表的每行记录是有多个版本的，用事务 ID 来标示这行记录是属于哪个事务操作的。既然是有多个版本，那怎么拿到旧版本的数据记录呢，答案就是在添加一个指针，指向前一个事务 ID 标识的记录。

而这个指针就是我们通常诉所说的 undo log，事实上，旧版本的行记录都不是物理存在的，而是通过 undo log 实时计算出来的。

一致性视图

好了，了解了行记录事务 ID 和回滚指针的概念之后，我们来看看一致性视图。

当在一个事务 A 中查询数据时，只需要确定行记录的数据版本是否在事务 A 启动之前生成的即可，如若是，则可见；否则不可见，则需通过回滚指针找到上一个版本来继续判断属否可见，

因此，就需要在事务启动时，为该事务构造一个事务数组，用来保存该事务启动瞬间，系统中正在活跃的所有事务 ID，也就是启动了但还未提交的事务 ID。

数组中的最小值我们简记为低位，系统中的最大事务 ID 记录为高位，正是这个高位和视图数组组成了我们说的「一致性视图」。

因此，对于任何一个事务 A 来说，任何数据版本的可见行都可以通过一致性视图来得到。

1. 如果数据版本小于低位，说明是已经提交的记录，则可见。
2. 如果大于高位，说明是由未来的事务生成的，则不可见。
3. 如果在高位和低位之间：
1. 若在数组中，说民该事务还未提交，则不可见，
2. 如果不在数组中，说明该事务是已经提交了的，则可见。

实战分析

我们针对上图的数据记录，假设有以下三个事务，我们来具体分析下，其一致性视图是怎么样的。

假设（1，1）这行记录的事务 ID 是 90；事务 A 开启前，系统里面只有一个活跃的事务，ID = 99；事务 A、B、C 的版本号分别是 100、101、102。

现在，事务 A、B、C 的视图数组和高位分别是[99,100]/101，[99,100,101]/102，[99,100,101,102]/103。

你要知道，读取数据是从当前版本往前读的，对于事务 A 来说：

1. 当读取到 （1,3） 的时候，事务 ID = 101，高于高位，不可见。
2. 往前读取历史版本（1,2），事务 ID = 102，高于高位，不可见。
3. 继续往前读取历史版本（1,1），事务 ID = 90，低于低位，可见。

这样，我们就通过一致性视图和事务 ID 找到了可见的数据版本，不论事务 A 是什么时候查询的，看到的记录都是一致的。

读提交

上面我们分析了可重复读隔离级别下的一致性视图，那么在读取提交的隔离级别下，又是怎么样的呢？

事实上，他们最主要的区别就是一致性视图的创建时间不一样，对于可重复读隔离级别，一致性视图是在事务开启时刻生成的，之后在该事务中的查询都共用这个一个视图。而对于读提交隔离级别，每一个语句执行前都会生成一个新的视图。

因此，事务 A、B、C 的视图数组和高位分别是[99,100,101]/103，[99,101]/103，[99,102]/103。

对于事务 A 来说：

1. 当读取到 （1,3） 的时候，事务 ID = 101，在数组中，不可见。
2. 往前读取历史版本（1,2），事务 ID = 102，不在数组中，可见。

总结

今天我们学习了 MVCC（多版本并发控制）的底层实现方式，虽然过程略显复杂，但这保证了在不加锁的情况下，保证了可重复读，和读提交。读写不互相干扰，能极大的提高并发能力。

别看上面的分析步骤较复杂，事实上我们只需要记住以下两条规则即可。在可重复读隔离级别下，查询只能看到在事务启动前已经提交的数据。在读提交隔离级别下，查询只能看到在语句启动前已经提交的数据。

参考

极客时间 「MySQL实战45讲 08节」。