MVCC原理及数据库实现详解
MVCC（Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制）是数据库管理系统（如MySQL InnoDB、PostgreSQL、Oracle等）实现高并发访问的核心技术。它通过在读操作时不加锁来解决读写冲突，显著提升了数据库的并发性能。其核心思想是：为每个修改保留多个版本的数据，使得读操作可以访问特定版本的数据而不被写操作阻塞。
MVCC 核心原理
数据版本化存储
每次对数据进行修改（INSERT/UPDATE/DELETE）时，不直接覆盖原数据，而是创建该数据的一个新版本。
旧版本数据被保留在特定区域（如MySQL的
Undo Log、PostgreSQL的Heap）。每个数据版本关联两个关键字段：
创建事务ID（Create TXID）：创建该版本的事务ID。
删除事务ID（Delete TXID）：删除该版本的事务ID（初始为
NULL）。事务快照（Snapshot）
事务启动时，会生成一个一致性视图（Read View），记录当前活跃事务ID列表。
通过快照确定哪些数据版本对该事务可见：
只显示在快照创建前已提交的数据版本。
忽略未提交或快照创建后提交的数据。
可见性判断规则
事务根据快照判断数据版本的可见性：
可见：数据版本的
Create TXID < 当前事务快照ID且：Delete TXID = NULL（未被删除），或Delete TXID > 当前事务快照ID（在快照后被删除）。不可见：
Create TXID属于活跃事务（未提交），或Create TXID > 当前事务快照ID（在快照后创建），或Delete TXID < 当前事务快照ID（在快照前已被删除）。
MVCC 在 MySQL InnoDB 中的实现
关键结构：
隐藏字段：
DB_TRX_ID：最近修改该行的事务ID。DB_ROLL_PTR：指向Undo Log中旧版本数据的指针。Undo Log：
存储历史版本数据，通过
DB_ROLL_PTR形成版本链。Read View：
m_ids：当前活跃事务ID集合。min_trx_id：最小活跃事务ID。max_trx_id：下一个将分配的事务ID。creator_trx_id：创建该Read View的事务ID。
版本链示意图 ------------------- 当前行 | Data | TRX_ID=300 | ROLL_PTR → ------------------- | ↓ ------------------- Undo Log | Data_v2 | TRX_ID=200 | ROLL_PTR → ------------------- | ↓ ------------------- Undo Log | Data_v1 | TRX_ID=100 | ROLL_PTR=NULL -------------------
总结:
MVCC本质：通过保存数据历史版本，实现读操作的无锁访问。
关键机制：事务快照（Read View） + 版本链（通过Undo Log）。
适用场景：读多写少的高并发系统（如电商、社交应用）。
MySQL InnoDB：依赖Undo Log + Read View。