知识前情（后续相关知识会出详细讲解）
隔离级别
我们知道事务有 4 个隔离级别，可能存在三种并发问题：
在MySQL中，默认的隔离级别是可重复读，可以解决脏读和不可重复读的问题，如果仅从定义的角度来看，它并不能解决幻读问题。如果我们想要解决幻读问题，就需要采用串行化的方式，也就是将隔离级别提升到最高，但这样一来就会大幅降低数据库的事务并发能力。
在这个时候你问有没有不采用锁机制？这时候MVCC 登场了。
什么是MVCC？
MVCC （Multiversion Concurrency Control），多版本并发控制。顾名思义，MVCC 是通过数据行的多个版本管理来实现数据库的并发控制。这项技术使得在InnoDB的事务隔离级别下执行一致性读(快照读)操作有了保证。换言之，就是为了查询一些正在被另一个事务更新的行，并且可以看到它们被更新之前的值，这样在做查询的时候就不用等待另一个事务释放锁。
MVCC没有正式的标准，在不同的DBMS中MVCC的实现方式可能是不同的，也不是普遍使用的(大家可以参考相关的DBMS文档)。这里讲解InnoDB 中MVCC的实现机制（MySQL其它的存储引擎并不支持它)。
快照读与当前读
MVCC在MySQL InnoDB中的实现主要是为了提高数据库并发性能，用更好的方式去处理读–写冲突，做到即使有读写冲突时，也能做到不加锁，非阻塞并发读，而这个读指的就是快照读, 而非当前读。当前读实际上是一种加锁的操作，是悲观锁的实现。而MVCC本质是采用乐观锁思想的一种方式。
快照读
快照读又叫一致性读，读取的是快照数据。 不加锁的简单的 SELECT 都属于快照读，即不加锁的非阻塞读；比如这样：SELECT * FROM player WHERE …之所以出现快照读的情况，是基于提高并发性能的考虑，快照读的实现是基于MVCC，它在很多情况下，避免了加锁操作，降低了开销。
既然是基于多版本，那么快照读可能读到的并不一定是数据的最新版本，而有可能是之前的历史版本。
快照读的前提是隔离级别不是串行级别，串行级别下的快照读会退化成当前读。
当前读
当前读读取的是记录的最新版本（最新数据，而不是历史版本的数据），读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁。加锁的 SELECT，或者对数据进行增删改都会进行当前读。比如：
SELECT * FROM student LOCK IN SHARE MODE; # 共享锁
SELECT * FROM student FOR UPDATE; # 排他锁
INSERT INTO student values … # 排他锁
DELETE FROM student WHERE … # 排他锁
UPDATE student SET … # 排他锁
MVCC实现原理
MVCC 的实现依赖于： 隐藏字段、Undo Log、Read View
隐藏字段、Undo Log版本链
回顾一下undo日志的版本链，对于使用 InnoDB 存储引擎的表来说，它的聚簇索引
记录中都包含两个必要的隐藏列(字段)。
- trx_id：每次一个事务对某条聚簇索引记录进行改动时，都会把该事务的事务id赋值给trx_id隐藏列。
- roll_pointer：每次对某条聚簇索引记录进行改动时，都会把旧的版本写入到undo日志中，然后这个隐藏列就相当于一个指针，可以通过它来找到该记录修改前的信息。
举例：student 表数据如下
mysql> select *from student;
+—-+——–+——–+
| id | name | class |
+—-+——–+——–+
| 1 | 张三 | 一班 |
+—-+——–+——–+
1 row in set (0.01 sec)
假设插入该记录的事务id为8，那么此刻该条记录的示意图如下所示：
insert undo只在事务回滚时起作用，当事务提交后，该类型的undo日志就没用了，它占用的UndoLog Segment也会被系统回收（也就是该undo日志占用的Undo页面链表要么被重用，要么被释放）。
假设之后两个事务id分别为 10 、 20 的事务对这条记录进行UPDATE操作，操作流程如下：
每次对记录进行改动，都会记录一条undo日志，每条undo日志也都有一个roll_pointer属性（INSERT操作对应的undo日志没有该属性，因为该记录并没有更早的版本），可以将这些undo日志都连起来，串成一个链表：
对该记录每次更新后，都会将旧值放到一条undo日志中，就算是该记录的一个旧版本，随着更新次数的增多，所有的版本都会被roll_pointer属性连接成一个链表，我们把这个链表称之为版本链，版本链的头节点就是当前记录最新的值。
什么是ReadView？
在MVCC机制中，多个事务对同一个行记录进行更新会产生多个历史快照，这些历史快照保存在Undo Log里。如果一个事务想要查询这个行记录，需要读取哪个版本的行记录呢?这时就需要用到ReadView了，它帮我们解决了行的可见性问题。
ReadView就是事务在使用MVCC机制进行快照读操作时产生的读视图。当事务启动时，会生成数据库系统当前的一个快照，InnoDB为每个事务构造了一个数组，用来记录并维护系统当前活跃事务的ID(“活跃"指的就是，启动了但还没提交)。
设计思路
使用READ UNCOMMITTED隔离级别的事务，由于可以读到未提交事务修改过的记录，所以直接读取记录的最新版本就好了。
使用SERIALIZABLE隔离级别的事务，InnoDB规定使用加锁的方式来访问记录。
使用READ COMMITTED和REPEATABLE READ隔离级别的事务，都必须保证读到已经提交了的事务修改过的记录。假如另一个事务已经修改了记录但是尚未提交，是不能直接读取最新版本的记录的，核心问题就是需要判断一下版本链中的哪个版本是当前事务可见的，这是ReadView要解决的主要问题。
这个ReadView中主要包含 4 个比较重要的内容，分别如下：
举例:
trx_ids为tr2、tr3、tr:5和trx8的集合，系统的最大事务ID (low_limit_id)为trx8+1(如果之前没有其他的新增事务)，活跃的最小事务ID (up_limit_id)为trx2。
ReadView的规则
- 如果被访问版本的trx_id属性值与ReadView中的creator_trx_id值相同，意味着当前事务在访问它自己修改过的记录，所以该版本可以被当前事务访问。
- 如果被访问版本的trx_id属性值小于ReadView中的up_limit_id值，表明生成该版本的事务在当前事务生成ReadView前已经提交，所以该版本可以被当前事务访问。
- 如果被访问版本的trx_id属性值大于或等于ReadView中的low_limit_id值，表明生成该版本的事务在当前事务生成ReadView后才开启，所以该版本不可以被当前事务访问。
- 如果被访问版本的trx_id属性值在ReadView的up_limit_id和low_limit_id之间，那就需要判断一下trx_id属性值是不是在trx_ids列表中。
- 如果在，说明创建ReadView时生成该版本的事务还是活跃的，该版本不可以被访问。
- 如果不在，说明创建ReadView时生成该版本的事务已经被提交，该版本可以被访问。
简单来说就是：要小于low_limit_id且不存在在版本链表中的
MVCC整体操作流程
了解了这些概念之后，我们来看下当查询一条记录的时候，系统如何通过MVCC找到它：
1. 首先获取事务自己的版本号，也就是事务 ID；
2. 生成 ReadView；
3. 查询得到的数据，然后与 ReadView 中的事务版本号进行比较；
4. 如果不符合 ReadView 规则，就需要从 Undo Log 中获取历史快照；
5. 最后返回符合规则的数据。
如果某个版本的数据对当前事务不可见的话，那就顺着版本链找到下一个版本的数据，继续按照上边的步骤判断可见性，依此类推，直到版本链中的最后一个版本。如果最后一个版本也不可见的话，那么就意味着该条记录对该事务完全不可见，查询结果就不包含该记录。
在隔离级别为读已提交（Read Committed）时，一个事务中的每一次 SELECT 查
询都会重新获取一次Read View。
注意，此时同样的查询语句都会重新获取一次 Read View，这时如果 ReadView 不同，就可能产生不可重复读或者幻读的情况。
当隔离级别为可重复读的时候，就避免了不可重复读，这是因为一个事务只在第一次SELECT 的时候会获取一次 Read View，而后面所有的 SELECT 都会复用这个 ReadView
总结
这里介绍了MVCC在READ COMMITTD、REPEATABLE READ这两种隔离级别的事务在执行快照读操作时访问记录的版本链的过程。这样使不同事务的读–写、写-读操作并发执行，从而提升系统性能。
核心点在于 ReadView 的原理，READ COMMITTD、REPEATABLE READ这两个隔离级别的一个很大不同就是生成ReadView的时机不同：
- READ COMMITTD在每一次进行普通SELECT操作前都会生成一个ReadView
- REPEATABLE READ只在第一次进行普通SELECT操作前生成一个ReadView，之后的查询操作都重复使用这个ReadView就好了。
说明: 我们之前说执行DELETE语句或者更新主键的UPDATE语句并不会立即把对应的记录完全从页面中删除,而是执行一个所谓的delete mark操作，相当于只是对记录打上了一个删除标志位，这主要就是为MVCC服务的。
通过MVCC我们可以解决:
1. 读写之间阻塞的问题。通过MVCC可以让读写互相不阻塞，即读不阻塞写，写不
阻塞读，这样就可以提升事务并发处理能力。
2. 降低了死锁的概率。这是因为MVCC采用了乐观锁的方式，读取数据时并不需要
加锁，对于写操作，也只锁定必要的行。
3. 解决快照读的问题。当我们查询数据库在某个时间点的快照时，只能看到这个时
间点之前事务提交更新的结果，而不能看到这个时间点之后事务提交的更新结
果。
