MVCC(Multi-Version Concurrency Control)是一种并发控制机制,用于解决数据库并发访问中,数据一致性问题。它通过在读写操作期间保存多个数据版本,以提供并发事务间的隔离性,从而避免了传统的锁机制所带来的资源争用和阻塞问题。
所谓的一致性问题,就是在并发事务执行时,应该看到那些数据和不应该看到那些数据。
在 MVCC 机制中,每个事务的读操作都能看到事务开始之前的一致性数据快照,而不受其他并发事务的修改的影响。核心思想是通过创建多个数据版本,保持事务的一致性和隔离性。
使用 MVCC 机制解决了 RR 隔离级别中,部分幻读问题,但又没把全部幻读问题都解决。
- MVCC 解决了 RR 隔离级别中,快照读的幻读问题。多次查询快照读时,因为 RR 级别是复用 Read View(读视图),所以没有幻读问题。
- 但 MVCC 解决不了 RR 隔离级别中,如果遇到快照读和当前读(读取当前最新的数据)中间发生过添加操作,那么 Read View 不能复用,就出现了幻读的问题。
快照读和当前读
快照读:是指在一个事务中,读取的数据版本是在事务开始时已经存在的数据版本,而不是最新的数据版本。这种读取方式提供了事务在执行期间看到的数据视图的一致性,select 查询就是快照读。当前读:是指在事务中读取最新的数据版本,以下几种操作都是快照读:
- select ... for update;
- select ... lock in share mode;
- insert ...
- update ...
- delete ...
MVCC 实现原理
MVCC 主要是依靠以下两部分实现的:
Undo Log 链
我们知道 Undo Log 主要是用于数据库中事务回滚的,但在 MVCC 机制中也发挥着重要的作用,那什么是 Undo Log 链呢?
Undo Log 链是指在每个数据对象上维护的 Undo Log 记录链表。每张表都会有与之相对应的 Undo Log 链,用于记录修改前的数据信息(以方便数据进行回滚)。
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Read View
Read View(读视图)用于管理事务之间数据可见性的一种机制。Read View 在特定时刻为事务创建的一个快照,该快照包含了在该时刻所有未提交事务的事务标识符,以及其他一些辅助信息。
在 Read View 中包含了以下 4 个主要的字段:
RC 级别中,每次快照读都会生成一个全新的 Read View,而 RR 级别中同一个事务会复用一个 Read View。
有了 Read View 和 Undo Log 链之后,并发事务在查询时就知道要读取那些数据了。
判断方法
判断方法是根据 Read View 中的 4 个重要字段,先去 Undo Log 中最新的数据行进行比对,如果满足下面 Read View 的判断条件,则返回当前行的数据,如果不满足则继续查找 Undo Log 的下一行数据,直到找到满足的条件的数据为止,如果查询完没有满足条件的数据,则返回 NULL。