数据库的事务隔离技术之 MVCC

在mysql中，提供了两种事务隔离技术，第一个是mvcc，第二个是next-key技术。

这个在使用不同的语句的时候可以动态选择。不加lock in share mode之类的就使用mvcc。否则使用next-key。

mvcc的优势是不加锁，并发性高。缺点是不是实时数据。next-key的优势是获取实时数据，但是需要加锁。

同时需要注意几点：

1.事务的快照时间点是以第一个select来确认的。所以即便事务先开始。但是select在后面的事务的update之类的语句后进行，那么它是可以获取后面的事务的对应的数据。

2.mysql中数据的存放还是会通过版本记录一系列的历史数据，这样，可以根据版本查找数据。

本片博文先讲解MVCC技术，下一篇博文讲解next-key技术

多版本并发控制（Multi-Version Concurrency Control, MVCC）是 MySQL 的 InnoDB 存储引擎实现隔离级别的一种具体方式，用于实现提交读和可重复读这两种隔离级别。而未提交读隔离级别总是读取最新的数据行，无需使用 MVCC。可串行化隔离级别需要对所有读取的行都加锁，单纯使用 MVCC 无法实现。

版本号

系统版本号：是一个递增的数字，每开始一个新的事务，系统版本号就会自动递增。
事务版本号：事务开始时的系统版本号。

隐藏的列

MVCC 在每行记录后面都保存着两个隐藏的列，用来存储两个版本号：

创建版本号：指示创建一个数据行的快照时的系统版本号；
删除版本号：如果该快照的删除版本号大于当前事务版本号表示该快照有效，否则表示该快照已经被删除了。

Undo 日志

MVCC 使用到的快照存储在 Undo 日志中，该日志通过回滚指针把一个数据行（Record）的所有快照连接起来。

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实现过程

以下实现过程针对可重复读隔离级别。

当开始新一个事务时，该事务的版本号肯定会大于当前所有数据行快照的创建版本号，理解这一点很关键。

1. SELECT

多个事务必须读取到同一个数据行的快照，并且这个快照是距离现在最近的一个有效快照。但是也有例外，如果有一个事务正在修改该数据行，那么它可以读取事务本身所做的修改，而不用和其它事务的读取结果一致。

把没有对一个数据行做修改的事务称为 T，T 所要读取的数据行快照的创建版本号必须小于 T 的版本号，因为如果大于或者等于 T 的版本号，那么表示该数据行快照是其它事务的最新修改，因此不能去读取它。除此之外，T 所要读取的数据行快照的删除版本号必须大于 T 的版本号，因为如果小于等于 T 的版本号，那么表示该数据行快照是已经被删除的，不应该去读取它。

2. INSERT

将当前系统版本号作为数据行快照的创建版本号。

3. DELETE

将当前系统版本号作为数据行快照的删除版本号。

4. UPDATE

将当前系统版本号作为更新前的数据行快照的删除版本号，并将当前系统版本号作为更新后的数据行快照的创建版本号。可以理解为先执行 DELETE 后执行 INSERT。

快照读与当前读

1. 快照读

使用 MVCC 读取的是快照中的数据，这样可以减少加锁所带来的开销。

select * from table ...;

2. 当前读

读取的是最新的数据，需要加锁。以下第一个语句需要加 S 锁，其它都需要加 X 锁。

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

快照读

读取的是记录数据的可见版本（可能是过期的数据），不用加锁

当前读

读取的是记录数据的最新版本，并且当前读返回的记录都会加上锁，保证其他事务不会再并发的修改这条记录
概念说的比较虚，也不好理解，接着举一个例子吧，假设你开启了两个事务，分别是A和B，这里有个张表，user表，里面有四条数据

1、insert 快照读（照片）

当你执行select *之后，在A与B事务中都会返回4条一样的数据，这是不用想的，当执行select的时候，innodb默认会执行快照读，相当于就是给你目前的状态拍了一张照片，以后执行select 的时候就会返回当前照片里面的数据，当其他事务提交了也对你不造成影响，和你没关系，这就实现了可重复读了，那这个照片是什么时候生成的呢？不是开启事务的时候，是当你第一次执行select的时候，也就是说，当A开启了事务，然后没有执行任何操作，这时候B insert了一条数据然后commit,这时候A执行 select，那么返回的数据中就会有B添加的那条数据......之后无论再有其他事务commit都没有关系，因为照片已经生成了，而且不会再生成了，以后都会参考这张照片。（这就是为什么数据可能是过期数据的原因）

2、update、insert、delete 当前读

当你执行这几个操作的时候默认会执行快照读，也就是会读取最新的记录，也就是别的事务提交的数据你也可以看到，这样很好理解啊，假设你要update一个记录，另一个事务已经delete这条数据并且commit了，这样不是会产生冲突吗，所以你update的时候肯定要知道最新的信息啊。

我在这里介绍一下update的过程吧，首先会执行当前读，然后把返回的数据加锁，之后执行update,然后把锁释放掉。加锁是防止别的事务在这个时候对这条记录做什么，默认加的是排他锁，也就是你读都不可以，这样就可以保证数据不会出错了。