MySQL InnoDB MVCC實現

注：本文由網易資料庫和大資料資深專家

蔣鴻翔

分享。原發表於其個人部落格 。

資料多版本（MVCC）是MySQL實現高效能的一個主要的一個主要方式，透過對普通的SELECT不加鎖，直接利用MVCC讀取指版本的值，避免了對資料重複加鎖的過程，今天我們就用最簡單的方式，來分析下MVCC具體的原理，先解釋幾個概念：

隱藏列

在分析MVCC原理之前，先看下InnoDB中資料行的結構：

在InnoDB中，每一行都有2個隱藏列DATA_TRX_ID和DATA_ROLL_PTR（如果沒有定義主鍵，則還有個隱藏主鍵列）：

DATA_TRX_ID表示最近修改該行資料的事務ID

DATA_ROLL_PTR則表示指向該行回滾段的指標，該行上所有舊的版本，在undo中都透過連結串列的形式組織，而該值，正式指向undo中該行的

歷史記錄連結串列

整個MVCC的關鍵就是透過DATA_TRX_ID和DATA_ROLL_PTR這兩個隱藏列來實現的。

事務連結串列

MySQL中的事務在開始到提交這段過程中，都會被儲存到一個叫trx_sys的事務連結串列中，這是一個基本的連結串列結構：

事務連結串列中儲存的都是還未提交的事務，事務一旦被提交，則會被從事務連結串列中摘除。

ReadView

有了前面隱藏列和事務連結串列的基礎，接下去就可以構造MySQL實現MVCC的關鍵——ReadView。

ReadView說白了就是一個數據結構，在SQL開始的時候被建立。這個資料結構中包含了3個主要的成員：ReadView{

low_trx_id

， up_trx_id，

trx_ids

}，在併發情況下，一個事務在啟動時，

trx_sys連結串列

中存在部分還未提交的事務，那麼哪些改變對當前事務是可見的，哪些又是不可見的，這個需要透過ReadView來進行判定，首先來看下ReadView中的3個成員各自代表的意思：

low_trx_id表示該SQL啟動時，當前事務連結串列中最大的事務id編號，也就是最近建立的除自身以外最大事務編號；

up_trx_id表示該SQL啟動時，當前事務連結串列中最小的事務id編號，也就是當前系統中建立最早但還未提交的事務；

trx_ids表示所有事務連結串列中事務的id集合。

上述3個成員組成了ReadView中的主要部分，簡單圖示如下：

根據上圖所示，所有資料行上DATA_TRX_ID小於up_trx_id的記錄，說明修改該行的事務在當前事務開啟之前都已經提交完成，所以對當前事務來說，都是可見的。而對於DATA_TRX_ID大於low_trx_id的記錄，說明修改該行記錄的事務在當前事務之後，所以對於當前事務來說是不可見的。

注意，ReadView是與SQL繫結的，而並不是事務，所以即使在同一個事務中，每次SQL啟動時構造的ReadView的up_trx_id和low_trx_id也都是不一樣的，至於DATA_TRX_ID大於low_trx_id本身出現也只有當多個SQL併發的時候，在一個SQL構造完ReadView之後，另外一個SQL修改了資料後又進行了提交，對於這種情況，資料其實是不可見的。

最後，至於位於（up_trx_id， low_trx_id）中間的事務是否可見，這個需要根據不同的事務隔離級別來確定。對於RC的事務隔離級別來說，對於事務執行過程中，已經提交的事務的資料，對當前事務是可見的，也就是說上述圖中，當前事務執行過程中，trx1~4中任意一個事務提交，對當前事務來說都是可見的；而對於RR隔離級別來說，事務啟動時，已經開始的事務連結串列中的事務的所有修改都是不可見的，所以在RR級別下，low_trx_id基本保持與up_trx_id相同的值即可。

最後用一張圖來解釋MySQL中的MVCC實現：