MVCC是一種并發控制的方法，在數據庫管理系統中，實現對數據庫的并發訪問，在編程語言中實現事務內存

主要是為了提高數據庫并發性能，更好的處理讀寫沖突，做到即使有讀寫沖突時，也能做到不加鎖，非阻塞并發讀

• 當前讀
  • select lock in share mode(共享鎖),select for update;update,insert,delete(排他鎖)
  • 讀取的是記錄的最新版本，讀取時要保證其他事務不能修改當前記錄，會對讀取的記錄進行加鎖
• 快照讀
  • 不加鎖的select操作就是快照讀，即不加鎖的非阻塞的
  • 前提是隔離級別不是串行級別，串行級別下的快照讀回退化為當前讀
  • 基于提高并發性能的考慮，快照讀的實現是基于多版本并發控制
  • mvcc是行鎖的一個變種，在很多情況下，避免可加鎖操作，降低開銷
  • 基于多版本，即快照讀可能讀到的并不一定是最新數據版本，可能是歷史版本

MVCC多版本并發控制指“維持一個數據的多個版本，使得讀寫操作沒有沖突”的概念

MySQL中快照讀就是實現MVCC理想模型其中一個非阻塞讀功能，相對而言，當前讀就是悲觀鎖的具體功能實現

快照讀本身也是抽象概念。MVCC模型在MySQL中實現由3個隱式字段：undo日志，read view等完成

優勢

mvcc是用來解決讀-寫沖突的無鎖并發控制，為事務分配單向長時間的時間戳，為每個修改保存一個版本，版本與事務時間戳關聯，讀操作只讀該事務開始前的數據庫快照

• 在并發讀寫數據庫時，可以做到在讀操作時不用阻塞寫操作，寫操作也不用阻塞讀操作，提高了數據庫并發讀寫的性能
• 同時還可以解決臟讀，幻讀，不可重復讀等事務隔離問題，但不能解決更新丟失問題

MVCC+悲觀鎖：MVCC解決讀寫沖突，悲觀鎖解決寫寫沖突

MVCC+樂觀鎖：MVCC解決讀寫重讀，樂觀鎖解決讀寫沖突

實現原理

Rollback Segments 用來臨時保存當數據庫發生改變時的先前值

• 因某種原因或其他用戶想要通過ROLLBACK聲明取消一個數據操作，數據就會復原到之前改變時的值
  • 只在transaction過程中有效，用戶執行COMMIT命令，Rollback Segment里面的值就會標識為失效的，數據改變為永久化
• 當有并發session訪問一個數據值改變但事務還沒有提交的表
  • select語句開始讀取一個表同時一個事務也在修改這個表值，修改前的值就保存到Rollback Segment中
  • select語句也是從Rollback Segment里讀取表的值

隱式字段

• DB_TRX_ID：6byte，最近修改(update/insert/delete)事務ID；記錄創建/最后一次修改該記錄的事務ID

• DB_ROLL_PTR：7byte，回滾指針，指向這條記錄的上一個版本(存儲在rollback segment中)

• DB_ROW_ID：6byte，隱含的自增ID(隱藏主鍵)，如果數據表沒有主鍵，InnoDB會自動以DB_ROW_ID產生一個聚簇索引

• 實際還有一個刪除flag隱藏字段，既記錄被更新或刪除并不代表真的刪除，而是刪除的flag改變(軟刪除字段)

undo日志

• insert undo log：
  • 代表事務在insert新紀錄時產生的undo log
  • 只在事務回滾時需要
  • 在事務提交后立即丟棄
• update undo log：
  • 事務在進行update或delete時產生的undo log
  • 在事務回滾和快照讀時需要
  • 不能隨便刪除，只有在快照讀或事務回滾不涉及該日志時，對應的日志才會被purge線程統一刪除

purge

• 實現InnoDB的MVCC機制，更新或刪除操作都只是設置老記錄的deleted_bit，不是真正將過時的記錄刪除
  • deleted_bit是一個標志位
  • 當執行刪除操作時，并不是將記錄從數據頁中物理刪除，而是將deleted_bit設為1，表示記錄被刪除
  • 更新操作，會創建一個新的記錄版本，并將舊記錄的deleted_bit設為1，時舊記錄類似刪除，新紀錄包含更新后數據
• 節省磁盤空間，有purge線程來清理deleted_bit為true的記錄，同時該線程自己維護一個read view
  • 當記錄為true并DB_TRX_ID相對purge線程的read view可見，那么記錄被安全清除
  • InnoDB中垃圾回收機制，當確認沒有事務需要訪問deleted_bit為1記錄時，才被物理刪除