InnoDB 實現 MVCC（多版本并發控制）的機制主要依賴于 Undo Log（回滾日志）、Read View（讀視圖） 和 隱藏的事務字段。以下是具體實現步驟和原理：

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1. 核心數據結構

InnoDB 的每一行數據（聚簇索引記錄）包含兩個隱藏字段：

• DB_TRX_ID：最近修改該行的事務 ID。
• DB_ROLL_PTR：指向該行舊版本數據的回滾指針（即 Undo Log 的地址）。

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2. Undo Log 與版本鏈

• Undo Log 的作用：
  每次對數據進行修改（INSERT/UPDATE/DELETE），InnoDB 會生成 Undo Log，記錄修改前的數據鏡像。
• 版本鏈的構建：
  通過 DB_ROLL_PTR 字段，將同一行數據的多個版本按修改順序鏈接成鏈表。
  示例：

  當前行 → [版本3: trx_id=300, roll_ptr → 版本2]  ↑  
  版本2 → [trx_id=200, roll_ptr → 版本1]  ↑  
  版本1 → [trx_id=100, roll_ptr → NULL]
  

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3. Read View 的生成

當事務執行 一致性讀（如 SELECT）時，InnoDB 為其生成一個 Read View，包含以下信息：

• m_ids：當前活躍（未提交）的事務 ID 列表。
• min_trx_id：m_ids 中的最小事務 ID。
• max_trx_id：下一個即將分配的事務 ID（即當前最大事務 ID +1）。
• creator_trx_id：創建該 Read View 的事務 ID（僅當該事務自身有修改時存在）。

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4. 數據可見性判斷規則

對于某一數據行的版本，判斷其對當前事務是否可見的規則如下：

1. 版本的事務 ID < min_trx_id：
   該版本已提交，可見。
2. 版本的事務 ID ≥ max_trx_id：
   該版本由未來事務生成，不可見。
3. min_trx_id ≤ 版本的事務 ID < max_trx_id：
   • 若版本的事務 ID 不在 m_ids 中，說明該事務已提交，可見。
   • 若版本的事務 ID 在 m_ids 中，說明該事務未提交，不可見。
4. 版本的事務 ID = creator_trx_id：
   該版本由當前事務自身修改，可見。

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5. MVCC 的查詢流程

1. 定位最新數據行：通過聚簇索引找到當前行的最新版本。
2. 遍歷版本鏈：從最新版本開始，根據 DB_ROLL_PTR 回溯舊版本。
3. 可見性檢查：對每個版本應用 Read View 規則，找到第一個可見的版本。

示例：
假設事務 A（trx_id=200）的 Read View 中：

• m_ids = [100, 300]
• min_trx_id=100, max_trx_id=400

遍歷某行的版本鏈：

• 版本3（trx_id=300）：在 m_ids 中 → 不可見。
• 版本2（trx_id=200）：等于 creator_trx_id → 可見（若事務 A 修改了該行）。
• 版本1（trx_id=100）：在 m_ids 中 → 不可見。
• 版本0（trx_id=50）：小于 min_trx_id → 可見。

最終事務 A 讀取到版本0。

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6. 不同隔離級別的實現差異

• 讀已提交（Read Committed）：
  每次執行 SELECT 時生成新的 Read View，看到已提交的最新數據。
• 可重復讀（Repeatable Read）：
  事務內第一次 SELECT 時生成 Read View，后續復用該視圖，保證多次讀取一致性。

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7. Undo Log 的清理

• Insert Undo Log：事務提交后立即刪除（不參與 MVCC）。
• Update/Delete Undo Log：需保留至所有可能訪問舊版本的事務結束（通過 purge 線程異步清理）。

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8. MVCC 與鎖的協同

• 寫操作（UPDATE/DELETE）：
  即使使用 MVCC，寫操作仍需加鎖（如行鎖）避免臟寫。
• 讀操作（SELECT）：
  默認無鎖，通過 MVCC 讀取快照版本。若需鎖定讀，可加鎖（如 SELECT ... FOR UPDATE）。

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總結

InnoDB 通過以下機制實現 MVCC：

1. 版本鏈：通過 DB_ROLL_PTR 鏈接數據的歷史版本。
2. Read View：判斷事務可見性的依據。
3. Undo Log：存儲歷史版本數據，支持版本鏈回溯。
4. 隔離級別適配：通過動態生成或復用 Read View 實現不同隔離級別。

# MVCC 執行示例
事務A（trx_id=200）讀取某行數據：
1. 找到最新版本（trx_id=300）。
2. 檢查 Read View：m_ids=[100, 300], min=100, max=400。
3. trx_id=300 在 m_ids 中 → 不可見。
4. 回溯到版本2（trx_id=200），等于 creator_trx_id → 可見。