2025年精通MVCC

今年找工作，无一例外又问到了MVCC这个知识点。几乎每次换工作都会被问到这个面试有用，工作毫无 * 用的知识。但是环境就是这样，既然如此，我们用一篇文章彻底搞懂MVCC

1.MVCC是什么

MVCC（Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制） 是数据库中常用的一种 并发控制机制，它通过为每个事务提供数据的多个版本，实现了 读写分离、读不加锁，大幅提升数据库并发性能。

也就是说，它是为了解决当出现多个线程访问数据库时出现的一些问题。那么首先先搞清楚有哪些问题，再说解决方案。

2解决了什么问题

2.1 用锁来实现事务的效率问题

如果没有MVCC，那么想实现事务只能加读锁和写锁了，首先写锁是肯定要加的，不能A操作一个数据时，B也能操作同一个数据吧。且A操作一个数据时，B也不能读，因为没有MVCC，你这时候去读就能读到A操作的中间态数据。就像五我才写了一横，你就直接读了，你以为我写的是一。既然事务是必须要实现的，不管你是用锁，还是MVCC。那么我们来思考如何不用锁，也能实现事务。

这里提到事务的隔离级别：

READ UNCOMITTED：读未提交

READ COMMITTED：读提交

REPEATABLE READ：可重复读

SERIALIZABLE：串行化

上文提到，如果连锁都不用，属于读未提交，能读到其他事务的中间态（事务未提交的数据），那也没什么隔离可说了。MySQL既然是事务型数据库，读未提交就不需要讨论（某些业务场景需要获取到未提交的数据状态时，可以将隔离级别设为读未提交，比如输出一些状态日志。）。

串行化就等于加读写锁，没有MVCC又要保证事务那就是这个级别，但是效率又太低。那么这时候MVCC来了。它通过判断trx_id的大小决定哪些数据对我可见，那么别人写的时候，我就可以通过这个判定依据决定我可以看见哪个版本下的数据了，我就不会读到脏数据，也就不需要加锁，也就实现了多版本并发控制。

2.2 脏读问题

首先要明确，读到别人未提交的数据，就是脏读，那自然可以知道READ COMMITTED：读提交，这个隔离级别是可以阻止脏读的。那如何实现读提交隔离级别呢？

那么MVCC来了。

当事务 T 读取数据时，对于某一行记录的版本 trx_id（事务ID）：

1. 如果 trx_id < 当前 Read View 中的最小活跃事务ID ⇒ 可见（早已提交）

2. 如果 trx_id 是正在进行中的事务 ⇒ 不可见

3. 如果 trx_id == 当前事务ID ⇒ 可见（自己写的可见）

4. 否则，根据 undo log 找前一版本，继续判断。

说人话就是，当你去查询某一行数据时，这一行数据有一个历史记录列表（undo log实现，且列表每一行都有一个trx_id）。你去对比这个历史记录列表，现在活跃事务id中有10个是活跃的，事务id是自增的，你找到最小的活跃事务id，然后你能看见的数据就是历史记录列表中trx_id小于最小活跃事务id的记录数据。也就是你只能看见已经提交，不处于活跃状态的数据。

也就是说，数据库是通过对比trx_id，来控制判断哪些已操作完成的数据你可以看见，正在操作的数据你不可以看见。

那么就引出了最常见的面试核心内容：
 

InnoDB 如何实现 MVCC？

InnoDB 在行级存储和事务控制的基础上，通过以下机制实现 MVCC：

 1. 每行记录隐含两个字段：

字段名	含义
trx_id	最后修改该行的事务ID
roll_pointer（或称roll_ptr）	指向旧版本数据的指针（Undo Log）

2. 使用 Undo Log（回滚日志）保存历史版本

• 每次对数据的更新/删除操作都会记录旧版本到 Undo Log；

• 读取操作会根据当前事务的 Read View，从 Undo Log 中找到合适的版本供事务“读取”。

3. Read View（读取快照）

• 每个事务在执行 SELECT 时，会创建一个 Read View；

• 这个视图记录了哪些事务“对我来说是不可见的”，以此决定读取哪个版本。

2.3 不可重复读

我们知道MVCC工作在：

READ COMMITTED：读提交

REPEATABLE READ：可重复读

两个级别下，READ COMMITTED是有不可重复读的问题的，同一个事务内，如果其他事务提交了数据，我是能感知到的。那么解决不可重复读问题，就是采用默认的REPEATABLE READ：可重复读隔离级别。就是采用同一个事务中，始终只访问第一次select时的Read View快照（读取快照）。

3 如何实现

那么记住核心的内容：

采用每一行记录trx_id来对比大小，判定可见区域。

采用roll_pointer来寻找上一条旧数据，链式寻找，也就是Undo Log一个最大的作用。

采用Read View读快照来保存历史数据。

最后，记住MVCC的实现，以及读提交，可重复读这两个隔离级别不能避免幻读问题。这个关于间隙锁，后面说。