一、什么是MVCC？
想象一下图书馆借书的场景：当一本书被借走时，其他人仍然可以查看这本书的信息，只是不能借出。数据库中的 MVCC（Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制）机制也是类似的思路——它让读写操作可以同时进行，而不会互相阻塞。
MVCC 是 InnoDB 存储引擎实现高并发的重要机制。它的核心思想是：每个事务看到的数据版本可能不同，而不是直接锁定数据。这样，读操作不会阻塞写操作，写操作也不会阻塞读操作，从而提升数据库的并发性能。
二、MVCC 的核心实现原理
MVCC 的实现依赖于三个关键机制：
隐藏字段
InnoDB 在每行记录中隐藏存储了三个字段：DB_TRX_ID：记录最后一次修改该行的事务 ID。DB_ROLL_PTR：指向该行的 undo log（回滚日志）指针，用于找到旧版本数据。DB_ROW_ID：行 ID（如果没有主键，InnoDB 会自动生成）。
ReadView（读视图）
事务在读取数据时，会生成一个 ReadView，包含：m_ids：当前活跃（未提交）的事务 ID 列表。min_trx_id：当前活跃事务中的最小事务 ID。max_trx_id：下一个即将分配的事务 ID。creator_trx_id：创建该 ReadView 的事务 ID。
Undo Log（回滚日志）
当事务修改数据时，InnoDB 会先将旧数据写入 undo log，再修改内存中的数据。如果事务回滚，可以通过 undo log 恢复数据。
三、MVCC 如何判断数据可见性
当一个事务执行查询时，InnoDB 会按照以下规则判断某行数据是否可见：
- 如果该行的
DB_TRX_ID小于min_trx_id，说明该行在事务开始前就已提交，可见。 - 如果
DB_TRX_ID大于等于max_trx_id，说明该行是未来事务修改的，不可见。 - 如果
DB_TRX_ID在m_ids中，说明该行由未提交事务修改，不可见。 - 如果
DB_TRX_ID等于creator_trx_id，说明该行由当前事务修改，可见。
示例（MySQL 8.0+）：
-- 事务1：修改数据
START TRANSACTION;
UPDATE users SET name = 'Alice' WHERE id = 1;
-- 此时事务未提交，其他事务看不到这个修改
-- 事务2：查询数据
START TRANSACTION;
SELECT name FROM users WHERE id = 1; -- 看到的是旧数据
COMMIT;
-- 事务1提交后，其他事务才能看到新数据
COMMIT;
四、MVCC 的应用场景
读多写少的业务
例如电商的商品浏览、新闻网站的阅读，MVCC 可以让大量读操作不阻塞写操作。长事务与短事务共存
报表查询（长事务）不会阻塞订单处理（短事务）。避免幻读（在 REPEATABLE READ 隔离级别下）
InnoDB 通过 MVCC + 间隙锁（Gap Lock）防止幻读。
五、MVCC 的优缺点
优点：
- 读写不冲突，提高并发性能。
- 避免脏读、不可重复读（取决于隔离级别）。
缺点：
- 需要额外存储 undo log，占用空间。
- 长时间运行的事务可能导致 undo log 堆积，影响性能。
六、注意事项
避免长事务
长时间不提交的事务会阻止 undo log 清理，可能导致数据库膨胀。合理设置隔离级别
READ COMMITTED：每次查询生成新 ReadView，可能不可重复读。REPEATABLE READ（默认）：事务内使用同一个 ReadView，保证可重复读。
监控 undo log 使用情况
SHOW ENGINE INNODB STATUS\G -- 查看 undo log 信息
七、总结
MVCC 是 InnoDB 实现高并发的核心机制，通过数据多版本和 ReadView 实现读写并行。理解它的原理，可以帮助我们更好地设计数据库事务，避免性能问题。
评论