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今天咱們來聊聊數(shù)據(jù)庫中的一個重要概念——MVCC（Multi-Version Concurrency Control，多版本并發(fā)控制）。聽起來是不是很高大上？別擔(dān)心，咱們用口語化的方式，一步步揭開它的神秘面紗。

什么是MVCC？

MVCC，簡單來說，就是一種數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制機(jī)制。它允許多個用戶同時讀寫同一數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而提高數(shù)據(jù)庫在高并發(fā)環(huán)境下的性能和響應(yīng)速度。想象一下，如果數(shù)據(jù)庫里只有一份數(shù)據(jù)，那大家同時讀寫時就得排隊(duì)，效率肯定低。但MVCC為每行數(shù)據(jù)都維護(hù)了多個版本，這樣大家就可以各讀各的版本，互不干擾，大大提高了并發(fā)性能。

MVCC的工作原理

MVCC的工作原理其實(shí)挺簡單的，它主要依賴于兩個東西：版本鏈和Read View（讀視圖）。

1. 版本鏈：

   • 每行數(shù)據(jù)都有一個版本鏈，記錄了這個數(shù)據(jù)在不同時間點(diǎn)的版本。
   • 版本鏈?zhǔn)峭ㄟ^三個隱藏字段來實(shí)現(xiàn)的：DB_TRX_ID（當(dāng)前事務(wù)ID）、DB_ROLL_PTR（回滾指針）、DB_ROW_ID（主鍵）。
   • 當(dāng)數(shù)據(jù)被修改時，新的版本會被創(chuàng)建，并通過回滾指針鏈接到舊版本上，形成一個鏈表。

2. Read View：

   • Read View可以理解成數(shù)據(jù)庫在某個時刻的狀態(tài)快照。
   • 它包含了在該時刻所有未提交事務(wù)的事務(wù)ID，以及其他一些輔助信息。
   • 當(dāng)事務(wù)進(jìn)行查詢操作時，它會利用這個快照來判斷哪些數(shù)據(jù)是可見的。

MVCC的執(zhí)行過程

那么，MVCC具體是怎么工作的呢？咱們來舉個例子說明一下。

1. 事務(wù)A讀取數(shù)據(jù)：

   • 假設(shè)事務(wù)A要讀取某行數(shù)據(jù)。
   • 數(shù)據(jù)庫會為事務(wù)A創(chuàng)建一個Read View，這個Read View包含了當(dāng)前所有未提交事務(wù)的事務(wù)ID。
   • 事務(wù)A會根據(jù)Read View和版本鏈來判斷要讀取哪個版本的數(shù)據(jù)。

2. 事務(wù)B修改數(shù)據(jù)：

   • 假設(shè)事務(wù)B在事務(wù)A讀取數(shù)據(jù)之后，修改了這行數(shù)據(jù)。
   • 數(shù)據(jù)庫會為這行數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個新的版本，并通過回滾指針鏈接到舊版本上。
   • 因?yàn)槭聞?wù)B還未提交，所以它的修改對事務(wù)A是不可見的。

3. 事務(wù)A再次讀取數(shù)據(jù)：

   • 如果事務(wù)A在事務(wù)B提交之后又讀取了這行數(shù)據(jù)，那么它會看到一個新的版本，因?yàn)槭聞?wù)B的修改已經(jīng)提交了。
   • 如果事務(wù)A在事務(wù)B提交之前再次讀取這行數(shù)據(jù)，那么它還是會看到舊版本的數(shù)據(jù)，因?yàn)镸VCC保證了事務(wù)在開始時看到的數(shù)據(jù)快照是一致的。

MVCC的優(yōu)勢和應(yīng)用場景

MVCC的優(yōu)勢在于它避免了使用傳統(tǒng)的鎖機(jī)制來管理數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問，從而減少了鎖競爭，提高了系統(tǒng)的吞吐量和響應(yīng)時間。它特別適用于具有高讀/寫比率的數(shù)據(jù)庫環(huán)境，如聯(lián)機(jī)事務(wù)處理系統(tǒng)（OLTP）。

同時，MVCC還支持不同的事務(wù)隔離級別，包括讀未提交（Read Uncommitted）、讀已提交（Read Committed）、可重復(fù)讀（Repeatable Read）和串行化（Serializable）。通過調(diào)整隔離級別，咱們可以在保證數(shù)據(jù)一致性的同時，提高并發(fā)性能。

注意事項(xiàng)

當(dāng)然啦，MVCC也不是萬能的。它可能會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，設(shè)計和調(diào)試的難度可能會相應(yīng)提高。同時，在某些情況下，MVCC還需要額外的存儲空間來保存多版本的數(shù)據(jù)。因此，在選擇是否使用MVCC時，咱們需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行權(quán)衡。

總結(jié)

好了，今天咱們就聊到這里啦。通過這篇文章，相信大家對MVCC的執(zhí)行原理有了更深入的了解。MVCC通過為每行數(shù)據(jù)維護(hù)多個版本，并利用版本鏈和Read View來判斷數(shù)據(jù)的可見性，從而實(shí)現(xiàn)了高效的并發(fā)控制。