InnoDB的MVCC

InnoDB的MVCC（多版本并发控制）通过维护数据行的历史版本，使得读写操作互不阻塞。其底层实现主要依赖于三个核心组件、一套可见性判断算法，以及Read View的生成时机。

一、 MVCC的三大核心组成

1. 隐藏列（Hidden Columns） InnoDB在聚簇索引的每一行记录中，都会默认添加三个隐藏字段：

• DB_TRX_ID（6字节）： 记录最近一次插入或修改该行数据的事务ID。

• DB_ROLL_PTR（7字节）： 回滚指针，指向Undo Log中该行数据的上一个版本。

• DB_ROW_ID（6字节）： 隐藏的自增行ID（仅在表没有主键或非空唯一索引时生成，与MVCC版本控制无直接关系，但属于隐藏列）。

2. Undo Log（回滚日志与版本链） 当一个事务修改某行数据时，InnoDB会将该行修改前的数据记录到Undo Log中。通过行记录上的DB_ROLL_PTR指针，当前行数据和Undo Log中的历史数据被连接成一个单向链表，这就是版本链。链表头是最新版本数据，链表尾是最早版本数据。

3. Read View（读视图） Read View是事务执行快照读（如普通的SELECT）时，生成的一个数据可见性快照。它记录了当前系统中活跃（未提交）的事务状态。Read View包含四个核心字段：

• m_ids： 生成Read View时，当前系统中所有活跃事务的ID列表。

• min_trx_id： m_ids中最小的事务ID。

• max_trx_id： 生成Read View时系统将分配给下一个事务的ID（即当前系统中最大事务ID + 1）。

• creator_trx_id： 生成该Read View的当前事务ID。

二、 可见性判断规则

当事务读取某行数据时，会顺着版本链从最新版本开始，逐个比对该版本记录的DB_TRX_ID与当前Read View，直到找到第一个可见的版本。比对规则如下：

1. DB_TRX_ID == creator_trx_id：该版本由当前事务自己修改，可见。

2. DB_TRX_ID < min_trx_id：该版本在Read View生成前就已经提交，可见。

3. DB_TRX_ID >= max_trx_id：该版本在Read View生成之后才产生，属于未来的事务操作，不可见。

4. min_trx_id <= DB_TRX_ID < max_trx_id：需要判断该DB_TRX_ID是否在活跃事务列表m_ids中：

   • 如果在 m_ids 中：说明生成Read View时该事务尚未提交，不可见。

   • 如果不在 m_ids 中：说明生成Read View时该事务已经提交，可见。

如果当前版本不可见，就会沿着DB_ROLL_PTR指针找到上一个版本，继续套用上述规则，直到找到可见版本或到达链表末尾。

三、 RC与RR隔离级别下的差异

RC（Read Committed，读已提交）和RR（Repeatable Read，可重复读）都通过上述MVCC机制实现快照读，它们的唯一区别在于Read View的生成时机不同：

• RC（读已提交）：每次读取都生成新的Read View 在RC级别下，事务中的每一次SELECT操作都会生成一个全新的Read View。这意味着，如果在两次查询之间有其他事务提交了修改，新生成的Read View会将已提交的事务排除在m_ids之外，从而使得当前事务能够读取到最新的已提交数据。这导致了不可重复读现象。

• RR（可重复读）：仅在第一次读取时生成Read View 在RR级别下，事务只在执行第一次SELECT操作时生成一个Read View，并在整个事务期间复用这个Read View。无论其他事务在此期间如何修改并提交数据，当前事务的Read View始终保持初始状态。因此，它查询到的数据快照始终一致，从而解决了不可重复读问题。