MySQL的MVCC多版本并发控制-EW帮帮网

MVCC (Multi-Version Concurrency Control) 是 MySQL 实现高并发访问的核心机制，它通过在数据行上维护多个版本，使读写操作可以并发执行而不互相阻塞。

一、MVCC 的作用与价值

主要作用

读写不阻塞：读操作不会阻塞写操作，写操作也不会阻塞读操作
提高并发：不同事务可以看到数据的不同版本
避免脏读：确保事务只能看到已提交的数据
实现隔离级别：支持 READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 隔离级别

实际价值

读多写少场景下性能大幅提升
避免大量锁等待
实现非锁定一致性读

二、MVCC 核心原理

InnoDB 通过三个隐藏字段和 Undo Log 实现 MVCC：

隐藏字段：
- DB_TRX_ID：6字节，记录最近修改该行的事务ID
- DB_ROLL_PTR：7字节，指向该行回滚段的指针（Undo Log）
- DB_ROW_ID：6字节，隐藏的行ID（如果没有主键）
Undo Log：
- 存储数据被修改前的值
- 形成版本链，用于事务回滚和其他事务读取
ReadView：
- 事务执行快照读时产生的读视图
- 包含：
  - m_ids：当前活跃事务ID列表
  - min_trx_id：最小活跃事务ID
  - max_trx_id：预分配的下一个事务ID
  - creator_trx_id：创建该ReadView的事务ID

三、MVCC 工作流程案例

案例背景

有一张账户表：

CREATE TABLE accounts (
  id INT PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(100),
  balance DECIMAL(10,2)
);

INSERT INTO accounts VALUES (1, 'Alice', 1000.00);

事务执行时序

时间	事务1 (TRX_ID=101)	事务2 (TRX_ID=102)	事务3 (TRX_ID=103)
T1	BEGIN;
T2	UPDATE accounts SET balance=900 WHERE id=1;
T3		BEGIN;
T4		SELECT * FROM accounts WHERE id=1; (看到balance=1000)
T5	COMMIT;
T6		SELECT * FROM accounts WHERE id=1; (仍看到balance=1000)
T7		COMMIT;
T8			BEGIN;
T9			SELECT * FROM accounts WHERE id=1; (看到balance=900)

版本链形成过程

初始数据：

   id=1, name='Alice', balance=1000.00, DB_TRX_ID=0, DB_ROLL_PTR=null

事务1 (TRX_ID=101) 更新：

在Undo Log中记录修改前的值：

     Undo Log Record: balance=1000.00, DB_TRX_ID=0

更新数据行：

     id=1, name='Alice', balance=900.00, DB_TRX_ID=101, DB_ROLL_PTR -> Undo Log

事务2 (TRX_ID=102) 第一次查询：
- 创建ReadView：
  - m_ids = [101, 102]
  - min_trx_id = 101
  - max_trx_id = 103
  - creator_trx_id = 102
- 检查当前行：
  - 行DB_TRX_ID=101 ∈ m_ids 且 ≠ creator_trx_id
  - 通过DB_ROLL_PTR找到Undo Log中的版本
  - 返回balance=1000.00
事务1提交后，事务2第二次查询：
- 仍使用之前的ReadView（REPEATABLE READ特性）
- 即使事务1已提交，仍返回Undo Log中的旧版本
事务3 (TRX_ID=103) 查询：
- 创建新的ReadView：
  - m_ids = （事务1已提交，事务2已提交）
  - min_trx_id = 103
  - max_trx_id = 104
  - creator_trx_id = 103
- 检查当前行：
  - 行DB_TRX_ID=101 < min_trx_id（已提交）
  - 直接返回当前行balance=900.00

四、不同隔离级别下的MVCC

1. READ COMMITTED (提交读)

每次SELECT都生成新的ReadView
能看到其他事务已提交的修改
案例中事务2在T6会看到balance=900

2. REPEATABLE READ (可重复读)

第一次SELECT时生成ReadView，后续复用
整个事务看到相同的数据快照
案例中事务2在T6仍看到balance=1000

五、MVCC与锁的协同

MVCC解决读-写冲突，锁解决写-写冲突：

-- 事务1
BEGIN;
SELECT * FROM accounts WHERE id=1 FOR UPDATE; -- 加排他锁
UPDATE accounts SET balance=900 WHERE id=1;
COMMIT;

-- 事务2
BEGIN;
SELECT * FROM accounts WHERE id=1; -- MVCC读，不受锁影响
SELECT * FROM accounts WHERE id=1 FOR UPDATE; -- 会被阻塞，直到事务1提交

六、MVCC的局限性

额外存储：需要维护版本链，占用更多空间
清理机制：需要定期purge过期版本
写冲突：无法解决两个事务同时更新同一行的冲突
长事务问题：长事务会导致版本链过长

七、MVCC优化建议

控制事务大小：避免长事务
合理设计索引：减少回表查找

监控版本链：

   SHOW ENGINE INNODB STATUS\G
   -- 查看 HISTORY LIST LENGTH

定期维护：在低峰期执行OPTIMIZE TABLE

MySQL的MVCC多版本并发控制