MVCC：多版本并发控制的原理与应用

Lec18-多版本并发控制1深入讲解了多版本并发控制（MVCC）这一核心概念在数据库管理系统（DBMS）中的应用。MVCC的核心思想是为数据库中的每个对象记录多个版本，类似于版本控制系统Git，使得只读事务能在不加锁的情况下读取所需的历史版本，从而避免了因数据更新而产生的事务阻塞。DBMS通过使用事务的时间戳来标识不同的版本，确保一致性快照的正确性。 MVCC并非独立于其他并发控制策略，如两阶段锁定协议（2PL）、时间戳乐观并发控制（T/O）或在线事务处理（OCC），而是协同工作以增强并发控制效果。例如，事务状态表（TxnStatusTable）用于跟踪事务状态，确保在读取数据时不会遇到未提交的更新，避免脏读。 在具体实现中，当事务T1正在执行更新操作时，其他事务如T2可以读取历史版本，如T1第一次读取A时的版本，但不会读取T1当前的活跃版本，以防止读取可能的脏数据。只有当T1的事务状态变为已提交，T2才能安全地在其基础上进行写操作。 然而，单纯依赖MVCC并不能实现Serializable级别的隔离，因为可能存在不可预知的执行调度。这意味着在实际应用中，MVCC通常与其他并发控制手段相结合，如版本存储机制，通过维护版本链表来支持事务之间的数据依赖关系。 版本存储的设计允许DBMS利用元数据指针链接不同版本的对象，使得事务能够高效地定位和访问所需的版本。这种设计不仅有助于提高并发性能，还对传统并发控制理论提出了新的挑战和优化空间。 本课程将深入探讨MVCC的设计重点，包括如何集成到并发控制协议中，以及如何优化版本存储和事务处理流程，以实现更高效的并发环境下的数据一致性。MVCC作为现代数据库管理的核心技术，其对数据库系统性能和可用性的提升具有重要意义。