⭐ 题目日期：

小红书 - 2024/11/11

📝 题解：

MVCC（Multi-Version Concurrency Control） 是一种数据库并发控制技术，通过维护数据的多个版本来实现高并发的读写操作，避免传统锁机制带来的性能瓶颈。其核心思想是：每个事务看到的数据版本独立，读操作不阻塞写操作，写操作也不阻塞读操作。

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核心原理

1. 数据版本化：
   1. 每次对数据的修改（增删改）会生成一个新版本，旧版本保留在数据库中（通过 undo log 或时间戳标记）。
   2. 不同事务根据其启动时间或隔离级别，访问对应的数据版本。
2. 快照读（Snapshot Read）：
   1. 事务读取数据时，基于某个时间点的快照（如事务开始时的数据版本），而非最新数据。
   2. 读操作不会因其他事务的写操作而阻塞。
3. 版本链管理：
   1. 每条记录通过隐藏字段（如事务ID、回滚指针）链接多个版本，形成版本链。
   2. 事务根据版本链选择合适的可见版本。

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示例

假设有一个账户表 accounts，初始记录如下：

场景：

• 事务A（ID=101）：将余额从 1000 修改为 800。
• 事务B（ID=102）：在事务A提交前读取余额。

MVCC 处理流程：

1. 事务A修改数据时，生成新版本并记录 undo log（用于回滚）：

1. 事务B读取时，根据其快照时间点（如事务开始时），发现最新版本的事务ID=101尚未提交，因此通过回滚指针访问旧版本（balance=1000）。
2. 事务A提交后，新版本生效，后续事务将读取到 balance=800。

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MVCC 的优势

1. 高并发：
   1. 读写操作互不阻塞，适用于读多写少的场景（如电商、社交平台）。
2. 避免锁竞争：
   1. 读操作无需加锁，减少死锁风险和系统开销。
3. 隔离性支持：
   1. 通过版本控制实现不同隔离级别（如RC和RR）。

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实现依赖

1. Undo Log：
   1. 存储数据旧版本，用于回滚和版本链回溯。
2. Read View：
   1. 事务启动时生成，记录当前活跃事务ID列表，用于判断数据版本的可见性。
3. 隐藏字段：
   1. 如 DB_TRX_ID（最后修改该记录的事务ID）、DB_ROLL_PTR（指向旧版本的指针）。

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隔离级别与 MVCC

• 读已提交（RC）：
  • 每次读取生成新的 Read View，能看到其他事务已提交的最新数据。
• 可重复读（RR）：
  • 事务首次读取时生成 Read View，后续读取沿用同一快照，保证多次读取结果一致（MySQL默认级别）。

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MVCC 的局限性

1. 存储开销：
   1. 维护多版本需占用额外空间（undo log 和版本链）。
2. 历史版本清理：
   1. 需定期清理过期版本（如 MySQL 的 Purge 线程）。
3. 写冲突：
   1. 并发写仍需通过锁（如行锁）或乐观锁机制解决。

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应用场景

• 高并发查询系统（如新闻网站、实时数据分析）。
• 需要支持快照读的业务（如金融对账、历史数据追溯）。

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总结

MVCC 通过数据多版本化和快照读机制，在保证事务隔离性的同时大幅提升并发性能，是现代数据库（如 MySQL InnoDB、PostgreSQL）实现高并发的核心技术之一。