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cms是网站吗,何为门户网站,北京seo优化,免费cms建站InnoDB 的 MVCC 机制详解MVCC Multi-Version Concurrency Control#xff0c;多版本并发控制 典型考点#xff1a;为什么要有 MVCC#xff1f;InnoDB 是怎么实现的#xff1f;和事务隔离级别有什么关系#xff1f;一、为什么需要 MVCC#xff1f; 先看一个典型冲突场景 Multi-Version Concurrency Control多版本并发控制典型考点为什么要有 MVCCInnoDB 是怎么实现的和事务隔离级别有什么关系一、为什么需要 MVCC先看一个典型冲突场景事务 A正在更新一行数据事务 B此时要读这行数据如果简单用行锁要嘛让 B 等 A 提交读被阻塞要嘛让 B 读到“未提交”的数据脏读在高并发场景下如果大量读都被锁住性能会非常惨。MVCC 的目标让“读”和“写”尽量互不阻塞读读到一个“对自己来说一致的历史快照”写在自己的版本上改不影响其他事务看到的历史版本。一句话没有 MVCC要么锁得很凶要么读到很脏。有了 MVCC大部分“普通查询”可以不用加锁就读到一致性视图。二、MVCC 在 InnoDB 里能解决什么InnoDB 的 MVCC 主要解决两件事提高并发性能普通SELECT快照读不用加锁不会阻塞写写操作也只是基于自己的版本链修改。实现一致性读Consistent Read在同一个事务里多次读取同一行数据在可重复读RR下保持结果一致即使其他事务已经提交了新值对当前事务来说仍然不可见。注意MVCC 不是单独存在的它是InnoDB 在 RC / RR 隔离级别下实现读一致性的重要手段。三、InnoDB 表里的“隐藏列”InnoDB 每一行数据都悄悄多了两个关键隐藏字段还有一个 DB_ROW_ID 暂不细讲DB_TRX_ID最近一次修改这一行的事务 ID插入 / 更新行时会写入当前事务 ID。DB_ROLL_PTR回滚指针指向 Undo Log撤销日志中的记录通过它可以找到该行的旧版本形成版本链。可以想象为当前行 value 100 DB_TRX_ID 80 DB_ROLL_PTR 指向上一个版本 Undo Log 里 上一个版本 value 80 DB_TRX_ID 60 DB_ROLL_PTR 指向更早版本每次更新并不是直接覆盖旧数据而是先把旧值写入 Undo Log 形成一个“历史版本”更新当前行的 value更新DB_TRX_ID为当前事务 ID更新DB_ROLL_PTR指向刚刚那条 Undo 记录。于是同一行就有了一个版本链。四、Undo Log 与版本链1. Undo Log 的作用Undo 主要有两个作用回滚事务事务失败 / 回滚时利用 Undo Log 把数据“恢复”到原来的值。支持 MVCC对于已经提交或正在进行的其他事务可以通过 Undo Log 找到对它们来说可见的历史版本。2. 版本链示意图假设有一行数据被多次更新最新版本在聚簇索引页中 [当前行] id 1 value 300 DB_TRX_ID 90 DB_ROLL_PTR - Undo#3 Undo 链 Undo#3: old value 200 DB_TRX_ID 70 DB_ROLL_PTR - Undo#2 Undo#2: old value 150 DB_TRX_ID 60 DB_ROLL_PTR - Undo#1 Undo#1: old value 100 DB_TRX_ID 50 DB_ROLL_PTR - null当不同事务来读的时候InnoDB 会拿着当前行从DB_TRX_ID和当前事务的Read View后面讲比较如果该版本不可见就顺着DB_ROLL_PTR去 Undo 里找更老的版本直到找到一个对当前事务可见的版本。五、Read ViewMVCC 的“视图控制器”Read View 是 MVCC 的灵魂。它里面大致记录了当前系统中还活跃未提交的事务 ID 列表或区间当前创建 Read View 的事务 ID已经分配的最大事务 ID 等信息。1. 可见性判断规则核心思路当一个事务 T 读取一行记录时InnoDB 会根据 Read View 判断当前版本或历史某个版本是否对 T 可见。简化版规则直觉就够对某个版本的DB_TRX_ID来说如果DB_TRX_ID还没开始大于 Read View 的最大已分配事务 ID→ 这个版本来自未来对当前事务不可见。如果DB_TRX_ID在当前 Read View 的活跃事务列表中→ 说明这个修改对应的事务还没提交对当前事务不可见。其他情况要么是已经提交的老事务要么是当前事务自己→对当前事务可见。如果当前版本不可见就沿着DB_ROLL_PTR去 Undo 找上一个版本再执行同样的判断直到找到一个可见版本或者链结束。2. Read View 在什么时候创建这和隔离级别有关系重点RC / RR。在读已提交READ COMMITTED下每一次快照读都会新生成一个 Read View因此同一条 SQL 多次执行可能看到不同结果。在可重复读REPEATABLE READInnoDB 默认下一个事务第一次快照读时创建 Read View同一事务后续的快照读复用这个 Read View所以在事务期间同一行的快照读结果保持一致。这就是为什么RR 下可以做到“可重复读”RC 下每次读看到的是“最新已提交”的版本。六、快照读 vs 当前读MVCC 在 InnoDB 中只对**快照读一致性读**生效。1. 快照读Snapshot Read / Consistent Read典型形式SELECT*FROMtWHEREid1;特点不加锁不显式 FOR UPDATE / LOCK IN SHARE MODE返回的是根据 MVCC Read View 算出来的某个历史版本不会阻塞写事务也不会被写阻塞。2. 当前读Current Read典型形式SELECT...FORUPDATE;SELECT...LOCKINSHAREMODE;UPDATEtSET...WHERE...;DELETEFROMtWHERE...;INSERTINTOtVALUES(...);特点当前读要读取的是最新版本并且要保证之后能安全修改通常会加行锁 / 间隙锁等用于实现当前读 串行化修改的语义。重点MVCC 快照读解决“并发读”的性能和一致性问题锁 当前读解决“并发写 / 并发修改”的安全问题。七、MVCC 与事务隔离级别的关系InnoDB 支持的 4 种隔离级别READ UNCOMMITTED读未提交READ COMMITTED读已提交REPEATABLE READ可重复读默认SERIALIZABLE可串行化1. READ UNCOMMITTED几乎不使用 MVCC一些实现中连 Undo 可见性都不严格限制可以读到未提交数据脏读不推荐在正常业务中使用。2. READ COMMITTEDRC每次快照读SELECT都会创建新的 Read View因此能读到别的事务已经提交的最新数据可能出现不可重复读同一行第 1 次读和第 2 次读结果不同幻读范围内多出/少了行。RC 下的 MVCC解决了脏读问题提供“读已提交的最新快照”。3. REPEATABLE READRRInnoDB 默认一个事务第一次快照读时生成 Read View后续都复用因此同一行在同一事务中的多次 SELECT 结果保持一致避免了不可重复读。至于幻读理论上 MVCC 只能解决一部分问题InnoDB 在 RR 下还会使用间隙锁Gap Lock、Next-Key Lock 等配合实现逻辑上的“防幻读”。RR MVCC 间隙锁是 InnoDB 的核心实现。4. SERIALIZABLE所有读都相当于加锁SELECT会退化为加共享锁的当前读并发度极低一般只有在金融等极高一致性要求的场景才会考虑。八、MVCC 能防什么、不能防什么1. 能防脏读搭配 RC / RR不可重复读在 RR 下在 RR 下配合锁机制可以避免大部分“幻读”问题。2. 不能防MVCC 本身不能完全解决幻读需要锁机制间隙锁等协作同一事务中执行“当前读”比如 SELECT … FOR UPDATE时看到的是最新版本不再是 MVCC 的快照。九、面试高频问答小抄Q1MVCC 是什么多版本并发控制通过为每行数据维护多个版本Undo Log 隐藏列在不同事务中为快照读提供一致性视图从而在读多写多的环境中减少锁冲突。Q2InnoDB 是如何实现 MVCC 的关键点每行有隐藏列DB_TRX_ID、DB_ROLL_PTR更新时写 Undo Log形成版本链读取时通过 Read View 判断哪个版本对当前事务可见当前版本不可见就顺着DB_ROLL_PTR找更旧版本快照读普通 SELECT使用 MVCC当前读UPDATE / SELECT … FOR UPDATE依然加锁。Q3MVCC 在 InnoDB 中在哪些隔离级别下起作用主要在READ COMMITTED、REPEATABLE READ 下起作用RU 几乎不严格走 MVCCSERIALIZABLE 以加锁读为主。Q4RC 和 RR 下的 MVCC 有什么区别RC每次 SELECT 都生成新的 Read View → 能读到最新已提交数据RR一个事务里首次 SELECT 生成 Read View后续 SELECT 共享同一个 → 实现可重复读。Q5MVCC 和锁的关系快照读使用 MVCC不加锁当前读必须加锁保证修改安全RR 下的“防幻读”依赖MVCC 间隙锁 / Next-Key Lock。十、小结**MVCC 的核心目的**提升并发性能让读无需加锁还能保持读一致性。InnoDB 实现 MVCC 的关键要素行记录隐藏列DB_TRX_ID、DB_ROLL_PTRUndo Log 形成历史版本链Read View 决定当前事务能看到哪个版本。快照读 vs 当前读快照读普通 SELECT用 MVCC不加锁当前读UPDATE / DELETE / SELECT … FOR UPDATE需要加锁。和隔离级别关系RC每次读新建 Read ViewRR事务内共享 Read View实现可重复读。理解了这些你就可以在面试里从“为什么需要 MVCC → InnoDB 的实现细节 → 和隔离级别的关系”一条线讲下来非常完整。