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MVCC
1.1 什么是MVCC
MVCC，全称 Multi_Version Concurrency Control ,即多版本并发控制。
MVCC是一种并发控制的方法，一般在数据库管理系统中，实现对数据库的并发访问，在编程语言中实现事务内存。
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相对于传统的基于锁的并发控制主要特点是即使有读写冲突时，也能做到不加锁，非阻塞并发读；
这种特性对于读多写少的场景，提高了高数据库并发性能，因此大部分关系型数据库（如MySQL，Oracle，PostgreSQL）都实现了MVCC。 -
锁机制可以控制并发操作,但是其系统开销较大,而MVCC可以在大多数情况下代替行级锁,使用MVCC,能降低其系统开销。
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MVCC是通过保存数据在某个时间点的快照来实现的。MVCC并没有一个统一的实现标准，不同存储引擎的MVCC实现是不同的,典型的有乐观并发控制和悲观并发控制。
1.2 MVCC优缺点
多版本并发控制（MVCC）是一种用来解决读-写冲突的无锁并发控制，也就是为事务分配单向增长的时间戳，为每个修改保存一个版本，版本与事务时间戳关联，读操作只读该事务开始前的数据库的快照。
所以MVCC可以为数据库解决以下问题：
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在并发读写数据库时,MVCC在大多数情况下代替了行锁，实现了对读的非阻塞，读不加锁，读写不冲突,提高了数据库并发读写的性能；
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同时还可以解决脏读，幻读，不可重复读等事务隔离问题，但不能解决更新丢失问题。
缺点是每行记录都需要额外的存储空间，需要做更多的行维护和检查工作。
脏读:在一个事务中读取到另一个事务没有提交的数据； 不可重复读:在一个事务中,两次查询的结果不一致(针对的update操作)； 虚读(幻读):在一个事务中,两次查询的结果不一致(针对的insert操作)。1.2 MVCC具体实现
主要是依赖记录中的 3个隐式字段，undo日志 ，Read View 来实现的。
1.2.1 隐式字段
每行记录除了我们自定义的字段外，还有数据库隐式定义的DB_TRX_ID,DB_ROLL_PTR,DB_ROW_ID三个字段
- 6字节的事务ID(DB_TRX_ID)字段：
记录创建这条记录/最后一次修改该记录的事务ID - 7字节的回滚指针(DB_ROLL_PTR)字段：
指写入回滚段(rollback segment)的 undo log record (撤销日志记录记录)。
如果一行记录被更新, 则 undo log record 包含 ‘重建该行记录被更新之前内容’ 所必须的信息。 - 6字节的行标识 DB_ROW_ID字段：
插入新行而单调增加；
当由innodb自动产生聚集索引时，聚集索引会包括这个行ID的值，否则这个行ID不会出现在任何索引中。 - 如果我们的表中没有主键或合适的唯一索引, 也就是无法生成聚簇索引的时候, InnoDB会帮我们自动生成聚集索引, 但聚簇索引会使用DB_ROW_ID的值来作为主键; 如果我们有自己的主键或者合适的唯一索引, 那么聚簇索引中也就不会包含 DB_ROW_ID。
- 此外，删除在内部被视为更新，在该更新中，行中的删除flag隐藏字段被设置为将其标记为已删除。
1.2.2 undo日志
包括以下两种：
- insert undo log
代表事务在insert新记录时产生的undo log,；
只在事务回滚时需要，并且在事务提交后可以被立即丢弃 - update undo log
事务在进行update或delete时产生的undo log;
不仅在事务回滚时需要，在快照读时也需要；所以不能随便删除，只有在快速读或事务回滚不涉及该日志时，对应的日志才会被purge线程统一清除
1.2.3 read_view
read_view：每个事务在开始的时候都会根据当前系统的活跃事务链表创建一个read_view，记录并维护系统当前活跃事务的ID(当每个事务开启时，都会被分配一个ID, 这个ID是递增的，所以最新的事务，ID值越大)。
对于read view快照的生成时机, 也非常关键, 正是因为生成时机的不同, 造成了RC,RR两种隔离级别的不同可见性;
- 在innodb中(默认repeatable read级别), 事务在begin/start transaction之后的第一条select读操作后, 会创建一个快照(read view), 将当前系统中活跃的其他事务记录记录起来;
- 在innodb中(默认repeatable committed级别), 事务中每条select语句都会创建一个快照(read view);
在read view中有一个可见性比较算法：
首先了解read_view数据结构分为三个部分：
（1）当前活跃的事务列表
（2）Tmin，活跃事务的最小值
（3）Tmax，系统中最大事务ID（不管事务是否提交）加上1
再看以下流程图：
2.1 测试示例
2.1.1 准备数据
- 创建测试表test_mvcc
mysql> create table test_mvcc( name varchar(8),age int);
- 插入测试数据
insert into table test_mvcc values('wj',23);
insert into table test_mvcc values('wj2',24);
insert into table test_mvcc values('wj3',25);
2.1.2 测试验证
开了三个窗口连接MySQL进行测试：
- 窗口一 未作任何操作
- 窗口二 update修改了数据，但未commit
- 窗口三 select数据
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2.2.3 分析
可以看到 ：
1.Trx id 均为76332（未有事务commit数据）
2.第一个事务 query id 为 71，第二个事务 query id 为 74，第三个事务 query id 为 74；
3.只有update的事务2能看到更新的数据，其他事务不可见。
事务1 ：tid<tmin，此时事务2尚未commit，所以读取未被事务2修改的数据
事务2 ：tid==当前事务id，所以读取到被修改后的数据
事务3 ：tmin<tid<tmax，且tid在活跃事务列表中，所以顺着回滚指针跳转到上一行记录，即取出未修改的数据进行读取；
参考
《MVCC多版本控制》：一个旺财和小强对数据操作的故事，有趣易懂
《MVCC多版本并发控制》：较详细的解释，不难理解
《MVCC多版本并发控制机制》：从增删改查方面简单讲解
《MySQL中InnoDB的多版本并发控制(MVCC)》：通过表格讲解示例，容易理解
《InnoDB存储引擎MVCC的工作原理》：直接从客户端分析
《select for update引发死锁分析》：详细事例分析
《MySQL-InnoDB-MVCC多版本并发控制》：主要注重概念讲解，属于笔记类