InnoDB 的 MVCC（多版本并发控制）—— 揭秘数据库并发控制的秘密

2023-12-20 16:28:56

MVCC，即多版本并发控制，是一种数据库管理系统并发控制的方法。在 MVCC 下，数据库中的数据会有多个版本，分别对应不同的事务，从而达到事务之间并发数据的隔离。MVCC 的最大优势是读不加锁，这极大地提高了并发性能。

MVCC 的原理

MVCC 的基本原理是为每一条数据记录维护多个版本，每个版本都有一个唯一的时间戳。当一个事务读取一条数据时，它会看到该数据在该事务开始时的版本。当一个事务修改一条数据时，它会创建一个新版本，并将该新版本与该事务关联起来。

例如，假设有两个事务，T1 和 T2，同时读取同一行数据。在 T1 开始时，该行的版本是 V1。在 T2 开始时，该行的版本也是 V1。当 T1 更新该行时，它会创建一个新版本 V2，并将该新版本与 T1 关联起来。当 T2 更新该行时，它也会创建一个新版本 V3，并将该新版本与 T2 关联起来。

当 T1 提交后，V2 成为该行的当前版本。当 T2 提交后，V3 成为该行的当前版本。但是，T1 和 T2 都可以看到 V1 和 V2，因为它们在各自的事务开始时就看到了这些版本。

MVCC 的实现

MVCC 可以通过多种方式实现。最常见的一种方式是使用时间戳。在使用时间戳实现 MVCC 的数据库中，每个数据记录都有一个时间戳，该时间戳表示该记录的最后修改时间。当一个事务读取一条数据时，它会看到该数据在该事务开始时的版本。当一个事务修改一条数据时，它会创建一个新版本，并将该新版本与该事务关联起来。该新版本的时间戳将是当前时间。

另一种实现 MVCC 的方式是使用行锁。在使用行锁实现 MVCC 的数据库中，每一条数据记录都有一个行锁。当一个事务读取一条数据时，它会获取该数据的行锁。当一个事务修改一条数据时，它也会获取该数据的行锁。如果一个事务想要修改一条数据，但是该数据的行锁已经被另一个事务持有，那么该事务将不得不等待，直到该行锁被释放。

MVCC 的应用

MVCC 被广泛用于数据库管理系统中。它是一种非常有效的并发控制机制，可以大大提高数据库的并发性能。MVCC 的应用包括：

读写隔离： MVCC 可以保证事务之间的读写隔离。一个事务只能看到在该事务开始时已经存在的数据，而看不到其他事务正在修改的数据。
非阻塞并发控制： MVCC 是一种非阻塞的并发控制机制。当一个事务想要修改一条数据时，它不会等待该数据的行锁被释放，而是直接创建一个新版本。这样可以大大提高数据库的并发性能。
快照隔离： MVCC 可以实现快照隔离。在快照隔离下，一个事务只能看到在该事务开始时已经存在的数据。即使其他事务在该事务执行期间修改了数据，该事务也看不到这些修改。