前言
多版本并发控制(MVCC,Multi-Version Concurrency Control)是数据库实现高并发事务隔离的重要机制,也是 MySQL InnoDB 中提升并发性能的核心手段之一。它通过保存数据的多个历史版本,让读写操作尽量互不阻塞,从而有效避免传统加锁机制带来的性能瓶颈。

1. 核心思想
MVCC 会为每个事务提供一个数据快照(Snapshot),事务读取的是某个时间点上的一致性数据版本,而不是始终读取最新版本。这样做的结果是:
读操作通常无需等待写操作释放锁
写操作一般也不必等待读操作结束
从而实现了非阻塞读,提升数据库并发能力
2. 关键数据结构
InnoDB主要通过Undo Log + 隐藏字段 + Read View来实现MVCC机制。
2.1 Undo Log
Undo Log是 MVCC 实现版本链的基础,也是事务回滚的重要依赖:
插入:
undo log记录主键信息,用于回滚时执行删除删除:先做删除标记,
undo log保存完整行数据,用于后续恢复更新:
undo log保存旧值,并据此形成版本链
2.2 隐藏字段
每行记录都会被自动添加隐藏字段,这些字段对用户不可见,由
InnoDB内部自动维护
| 字段名 | 大小 | 作用 |
|---|---|---|
DB_TRX_ID | 6 字节 | 创建该版本的事务ID(即最后修改这行记录的事务) |
DB_ROLL_PTR | 7 字节 | 回滚指针,指向undo log中的上一个历史版本 |
DB_ROW_ID | 6 字节 | 隐藏主键 |
2.3 Read View
Read View是事务执行快照读时生成的一致性视图,用于决定当前事务能够看到哪些版本的数据。
Read View包含的关键字段:
| 字段 | 说明 |
|---|---|
creator_trx_id | 创建该Read View的事务ID |
m_ids | 生成Read View时,活跃(未提交)事务ID列表 |
min_trx_id | m_ids中的最小值 |
max_trx_id | 生成Read View时,系统将要分配的下一个事务ID(即全局最大值加 1) |
3. 可见性判断规则
当事务读取某一行数据时,会通过比较该行的DB_TRX_ID与Read View中的信息来判断当前版本是否可见:
判断流程(沿版本链从新到旧依次遍历):1. 如果 DB_TRX_ID == creator_trx_id → 可见(当前事务自己修改的)2. 如果 DB_TRX_ID < min_trx_id → 可见(已提交事务修改的)3. 如果 DB_TRX_ID >= max_trx_id → 不可见(属于将来事务,当前快照生成时尚未发生)4. 如果 min_trx_id <= DB_TRX_ID < max_trx_id: - 如果 DB_TRX_ID 在 m_ids 中 → 不可见(活跃未提交事务修改的) - 如果 DB_TRX_ID 不在 m_ids 中 → 可见(生成快照前已提交的事务修改的)如果当前版本不可见,就沿着 DB_ROLL_PTR 找到上一个版本,继续重复上述判断。
4. 两种读操作
| 读类型 | 说明 | 实现方式 |
|---|---|---|
| 快照读(Snapshot Read) | 不加锁,读取历史版本数据 | 基于 MVCC + Read View |
| 当前读(Current Read) | 读取最新版本,通常需要加锁 | SELECT ... FOR UPDATE/ DML 语句 |
只有普通
SELECT通常属于快照读,其他操作(如UPDATE、DELETE等)一般都是当前读,需要加锁处理
5. 与事务隔离级别的关系
| 隔离级别 | MVCC 行为 |
|---|---|
READ UNCOMMITED | 通常不依赖 MVCC,直接读取最新版本,因此可能产生脏读 |
READ COMMITED | 每次SELECT都会生成新的Read View,因此能看到其他事务已提交的最新修改 |
REPEATABLE READ | 事务开始后生成一个Read View并在整个事务中复用,从而保证可重复读 |
SERIALIZABLE | 通常不使用 MVCC,所有操作都通过加锁串行执行 |
MySQL 默认的事务隔离级别为
REPEATABLE READ
附:RC、RR级别下的InnoDB快照读有什么不同:
1、首先了解mysql的四种隔离级别:
1)未提交读(READ UNCOMMITED),可能出现脏读
2)已提交读(READ COMMITED),简称(RC),可能出现不可重复读
3)可重复读(REPEATABLE READ),简称(RR)
4)可串行化(SERIALIZABLE)
2、由于Read View生成时机不同,RC、RR级别下快照读的结果也会有所差异:
1)、在 RR 隔离级别下,一个事务对某条记录进行第一次快照读时,会生成一个快照,也就是 Read View,用来记录当前系统中其他仍处于活跃状态的事务。之后再次执行快照读时,复用的仍然是同一个 Read View。也就是说,只要当前事务在其他事务提交更新之前已经执行过快照读,那么之后的快照读都会基于同一份 Read View,因此后续提交的修改对当前事务来说是不可见的。
2)、在RR级别下,快照读生成ReadView时,Read View会记录当时所有其他活跃事务的状态,这些事务产生的修改对当前事务都是不可见的;而早于 Read View 创建并且已经提交的事务所做的修改,则对当前事务可见。
3)、在RC级别下,事务中每一次快照读都会重新生成一个新的快照和Read View,这也是为什么在RC级别的事务里,能够看到其他事务已经提交更新的原因。
