数据库的隔离级别和 MVCC

MVCC （Multi-Version Concurrency Control）,多版本并发控制。数据库实现并发访问请求，就是基于 MVCC 实现的。

首先了解下数据库事物的隔离级别。

隔离级别

• Read Uncommiteed 读未提交 读取未提交的数据，即其他事物已经修改但还未提交的数据，这是最低的隔离级别。
• Read committed 读已提交 读取已提交的数据。在一个事物中，对同一条数据，可能会出现读取不一致现象。
• Repeatable Read 可重复读 可重复读取，在一个事物中，对同一条数据，确保多次读取的结果一样。（Mysql 默认隔离级别）
• Serializable 序列化 串行执行，数据库中的事物都是串行执行，不能并行执行，效率最差。

隔离级别主要是为了实现读操作不需要加锁, 从而提高数据库的性能。

不同隔离级别出现的问题

Read Uncommiteed 和 Serializable 不需要使用多版本控制技术就可实现。 Read Uncommiteed ：直接修改原始数据即可，其他事物查看数据的时候直接可以查看到，无须其他操作即可实现。 Serializable： 所有的事物都是串行执行的，只需要一个独占锁即可实现。

其中Read committed 和 Repeatable Read 两种事物隔离使用到 MVCC 进行实现的。

MVCC 实现原理

MVCC （Multi-Version Concurrency Control）,多版本并发控制。MVCC 对每行数据维护多个版本。可以实现读操作不需要加锁，即可实现在同一个事物中多次读取一条数据，结果都是一致的。

MySql InnoDB存储引擎为例，InnoDB 在表中增加了两个隐藏字段。每个事物都是一个事物ID，其中一个列存储了修改时的事物ID，另一个列存储的是删除这条数据的事物ID。每开启一个事物都会生成一个自增的事物ID，当查询一条数据时，都会用当前的事物ID，和隐藏列中的事物ID进行对比，然后根据不同的事物隔离级别来决定是否返回该行数据。

下面对 Select、Delete、 Insert、 Update 四种操作了解 MVCC 的实现原理

创建一个表，表中有两个字段 id、name。MVCC 中增加两个隐藏列 update_version、delete_version。 update_version: 存储修改时，当前事物的ID delete_version: 存储删除时，当前事物的ID。

Insert

假设当前事物的ID=1

插入一条数据时，update_version 存储当前事物的ID，。

Update

当前事物ID=2

修改一条数据时，会新把原来的行复制一份，并把之前的那条数据delete_version 列设置成当前的事物ID 2，标记当前数据为删除，新插入的数据 update_version 设置成当前事物ID 2。

Delete

当前事物ID=4

删除数据时，直接把 delete_version 这个字段设置为当前的事物ID 4.

Select

查询必须满足以下两种条件才能返回:

• 行的 update_version 版本号小于等于当前事物ID
• 行的 delete_version 版本无值或大于当前事物ID

Select 示例一

比如事物ID=3, 查询 id=1 的数据

查询条件为：id=1 and update_version<=3 and delete_version>3 查询出来的数据应该是 “张小三” 这条数据。

Select 示例二

假设，事物ID 3 执行的查询时间比较长，这时事物4开始删除这条数据，并提交，然后事物ID=3 的查询才开始执行，应该是能查询到 id=1 的数据。

事物ID=4 删除后的数据。

查询条件为：id=1 and update_version<=3 and delete_version>3 查询结果应该为 “张三” 这条数据。