MVCC理解与学习

简介

MVCC（Multi-Version Concurrency Control）是多版本并发控制，以乐观锁为理论基础，对数据表进行多版本管理来实现数据库的并发控制。这样就可以通过比较版本号，看保证事务的隔离性。

数据库事务

事务四大经典特性：

• 原子性：事务由一个有限的数据库操作序列组成，要么全部执行，要么全部不执行。
• 一致性：事务结束后和开始前，数据不会被破坏，例如转账，总数是不变的。确保操作合法。
• 隔离性：多个事务并发访问时，事务之间是互相隔离的，不会互相影响。
• 持久性：事务完成提交后，该操作会持久性的保存在数据库中

事务并发会产生的问题

• 脏读：一个事务读取到了另一个未提交事务修改过的数据（因为未提交的事务可能发生回滚，导致数据错误）。
• 不可重复读：同一个事务前后多次读取，读取到的数据内容不一致（因为中间有其他事务修改了数据）。
• 幻读：类似于不可重复读，不过幻读针对的是范围查询的结果集。例如查询age大于10的用户，第一次结果为三位，不过中途另一个事务插入了新数据，并提交事务。再次查询相同范围时，结果为四位，两次读取的结果集不一样了，这就是幻读。

四大隔离级别

为了解决并发事务存在的脏读，不可重复读，幻读等问题，数据库设计了四种隔离级别：

• 读未提交：只限制了数据不能被两个事务同时修改，但是修改数据的时候即使事务未提交，都是可以被其他事务读取到的，这种隔离级别存在脏读，重复读，幻读的问题。
• 读已提交：当前事务只能读取到其他事务已经提交的数据，解决了脏读，但是还存在幻读，重复读的问题。
• 可重复读：限制了读取数据的时候，不可以进行修改，解决了重复读的问题，但是读取范围数据的时候，还是可以插入数据的，所以还会存在幻读的问题。
• 串行化：最高级别的隔离。所有事务都是进行串行化孙旭执行的，可以避免所有并发问题，但是事务的执行很耗性能。

核心原理：版本链和读视图

版本链

• 事务ID（TRX_ID）：每当事务对聚簇索引中的记录进行修改时，都会把当前事务的id记录到TRX_ID中。
• 回滚指针（ROLL_PTR）：每当事务对聚簇索引中的记录进行修改时，都会把该记录的旧版本写到undo日志中，通过ROLL_PTR指指针可以获得该记录的旧版本。

如果一个事务被多次修改，每次修改都会产生undo日志，通过ROLL_PTR指针串联成一个版本链，头结点是该记录的最新值，尾结点是最开始的初始值。

读视图

可重复读隔离级别解决不可重复读问题的分析

在读已提交隔离级别下，同一个事务在每次查询时都会产生一个新的Read View副本，这样同一个事务前后读取到的数据就可能不一致。

在可重复读隔离级别下，同一个事务种只会获取一次Read View，副本时共用的，之后的查询也会从这个副本中读取数据，所以查询到的结果都是一样的。

乐观锁

乐观锁是一种思想，总是以乐观的态度，认为自己在操作的时候，其他事务不会对数据进行修改。操作时不会对数据加锁，在第一次读的时候获取这个字段的版本号，需要再次查看该字段的时候再读一次版本号，对两个版本号进行比较，如果一致，代表数据正常，如果不一样，则报错。