🚀 MVCC 实现原理详解（以 MySQL InnoDB 为例）

一、什么是 MVCC？

MVCC（Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制） 是一种在数据库中实现高并发、读写分离的机制。

它的核心思想是：

通过为每个事务提供数据的“快照”，避免加锁，实现读写并发而互不阻塞。

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二、MVCC 的核心机制

✅ 1. 读操作：读取历史版本（快照读）

• 不会阻塞写操作，也不会被写操作阻塞
• 读取的是事务开始时可见的数据快照

✅ 2. 写操作：创建新版本，不修改原数据

• 写入新版本数据，旧版本保存在 undo log 中
• 通过 roll_pointer 记录旧版本地址，便于其他事务读取

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三、InnoDB 中的实现细节

🧱 每行记录包含的隐藏字段

字段名	作用
trx_id	插入或最后修改该行的事务 ID
roll_pointer	指向 undo log 中的旧版本记录
row_id	行的唯一标识（非 MVCC 核心字段）

📝 Undo Log（撤销日志）

当执行 UPDATE 或 DELETE 时，旧版本会被写入 undo log：

-- 初始记录：
id = 1, name = 'Tom', trx_id = 100, roll_pointer = null

-- 事务 200 执行 UPDATE name = 'Jerry'
id = 1, name = 'Jerry', trx_id = 200, roll_pointer → (Tom, trx_id=100)

四、Read View（一致性视图）

每个事务在执行第一条 SELECT 时，会创建一个 Read View，决定它能看到哪些版本的数据。

Read View 包含的信息如下：

属性	说明
活跃事务 ID 列表	当前还没提交的事务
当前事务 ID	自己的事务 ID
最小活跃事务 ID	可见性的边界
最大活跃事务 ID	当前系统中分配的最大事务 ID

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五、可见性判断规则

当前事务要读取一行记录时，会对其 trx_id 进行如下判断：

情况	是否可见	原因
trx_id < min_active_id	✅ 可见	已提交
trx_id == 当前事务 ID	✅ 可见	自己的数据
trx_id 在活跃事务列表中	❌ 不可见	尚未提交
trx_id > max_id	❌ 不可见	是未来的事务

如果当前版本不可见，就会通过 roll_pointer 回溯旧版本，直到找到一个可见的版本。

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六、MVCC 的优势

优点	说明
✅ 非阻塞读	避免了读写互相阻塞
✅ 高并发性能	适合 OLTP 类型的并发读写场景
✅ 支持事务隔离级别	READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 支持

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七、MVCC 的限制与注意事项

限制	说明
🚫 仅适用于特定隔离级别	不支持 Serializable 级别的快照读
🚫 对 SELECT ... FOR UPDATE 无效	这种加锁语句不走快照
🚫 Undo Log 空间占用	长事务可能导致 undo bloating

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八、总结图解

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|        每行记录结构（数据行）       |
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| data fields                         |
| trx_id         ← 当前事务ID         |
| roll_pointer   ← 指向旧版本（undo） |
+-------------------------------------+
          |
          ↓
    +--------------------+
    |     Undo Log       |
    |   存储历史版本数据 |
    +--------------------+
          ↖
          |
    Read View 判断可见性