简述Mysql InnoDB的MVCC机制

什么是MVCC

MVCC是Multi-Version Concurrency Control的缩写，也就是多版本并发控制。在Mysql InnoDB中用来处理读写冲突，实现非阻塞并发读，以达到更好的数据库并发性能。

当前读和快照读

说到MVCC，就不得不提当前读和快照读。

• 当前读
  当前读，顾名思义就是读取当前的最新数据。比如select for update、select lock in share mode、update、insert、delete等都属于当前读，因为这些操作都会对数据进行加锁，避免其他并发事务不能修改当前记录，以保证读取到的是最新数据。
  
• 快照读
  快照读就是读取某一时刻的记录，读取这样的数据是不需要加锁的。比如select操作就是快照读，这样处理可以有效提升数据库的并发读写能力。快照读的实现就是基于MVCC。
  

也就是说，当前读和快照读的区别就在于：当前读是加锁的，是悲观锁的实现；快照读是不加锁的，基于MVCC实现；

MVCC解决了什么问题

• 数据库读写并发能力
  在并发读写数据时，可以做到在读写操作不用相互阻塞，提升数据库并发读写性能；因为select操作是快照读，update、insert、delete操作是当前读，两者不会相互阻塞；
  
• 解决脏读、不可重复读、幻读等问题
  MVCC与Read View结合可以解决脏读、不可重复读、幻读事务隔离问题；
  

MVCC是怎么实现的

MVCC设计出来的目的就是为了解决读写冲突，它的实现主要依赖于4个隐式字段、undolog、Read View；

• 隐式字段
  数据库在每一行数据记录外额外增加了3个隐式字段：

1.隐藏主键：隐含的自增ID，如果数据表没有设置主键，InnoDB会自动以DB_ROW_ID生成一个聚簇索引；

2.事务ID：记录创建这条记录/或者最后一次修改这条记录的事务ID；

3.回滚指针：记录这条记录的上一个版本；

4.记录被更新或者被删除标记：修改操作是给当前记录打上DELETED_BIT=true的标记，另外再创建一条新记录；删除操作是给当前记录打上DELETED_BIT=true的标记；都不是真正地把数据删掉；

• undo日志

除了查询操作不会记录undo log外，其他的update、insert、delete操作都会记录对应的undo log；

1.比如有一个user表已经插入一条新记录，name=zouwei,age=28，隐藏主键为1:

2.现在再来一个事务1针对该记录的name做出修改，改名为Z；

• 在事务1修改该记录时，数据库先给该记录加上排他锁；
• 然后再把当前记录拷贝一份到undo log中，DELETED_BIT设置为true；
• 拷贝完毕后，修改改记录name=Z，并把DB_TRX_ID设置为1，DB_ROLL_PTR指向undlog中的副本，也就是当前记录的上一个版本；
• 事务提交，释放排他锁；

• 3.再来一个事务2修改该记录的age=30：
  

• 在事务2修改该记录时，同样先给该记录加上排他锁；
• 然后再把当前记录拷贝一份到undo log中，DELETED_BIT设置为true；
• 拷贝完毕后，修改改记录age=30，并把DB_TRX_ID设置为2，DB_ROLL_PTR指向undlog中的副本，也就是当前记录的上一个版本；
• 事务提交，释放排他锁；

• 也就是说，不同事务针对同一记录做修改，undo log会产生该记录的版本链条，链首是该记录的最新旧数据，链尾是该记录的最早旧数据；
  
• Read ViewRead View就是在事务中，执行快照读操作时，生成的读视图；在该事务执行快照读的那一刻，会生成数据库当前的一个快照，记录并维护了当前活跃的事务ID（事务ID被分配时是递增的）；Read View的作用就是用来判断在执行快照读时，当前事务在undo log链中，哪些旧数据是可以被看见的；Read View可见性算法大致如下：

Read View中包含大概三个全局属性：

1.trx_list：未提交事务ID列表；

2.up_limit_id：trx_list中的最小事务ID；

3.low_limit_id：创建视图那一刻，下一个系统尚未分配的事务ID；

• 在undo log中，DB_TRX_ID小于up_limit_id的记录都是可见的；
• 如果DB_TRX_ID大于low_limit_id，那么说明该记录时在创建Read View后写进来的，那肯定是不可见的；
• 那么还要检测DB_TRX_ID是否在trx_list中，如果不在，那么说明事务已经提交，那么该记录可见，否则说明该事务还未提交，不可见；

Read View在RR隔离级别和RC隔离级别的区别

• 在RR隔离级别下，事务对某条记录的第一次快照读会创建一个Read View，此后再调用快照读的时候，使用的还是同一个Read View；所以当前事务只要在其他事务提交之前使用过快照读，那么即使其他事务已经提交了，因为使用的是同一个Read View，所以依然还是看不见提交的数据；
  
• 在RC隔离级别下，每一次快照读都会重新生成一个新的Read View，所以我们就可以在RC隔离级别下看到其他事务提交的数据；