MVCC（多版本并发控制）是一种用于提高数据库系统并发性能的技术。它通过为每个数据项维护多个版本，使得读操作和写操作可以在不互相阻塞的情况下进行，从而减少了数据库锁竞争。以下是MVCC如何减少数据库锁竞争的几个方面：
1. 读写分离
- 读操作：读操作不需要获取锁，因为它们可以读取数据的历史版本。
- 写操作：写操作会创建一个新的数据版本，并在必要时对旧版本进行标记。
2. 版本链
- 每个数据项都有一个版本链，记录了所有修改的历史。
- 读操作可以沿着版本链查找最新的可用版本，而不需要等待写操作完成。
3. 事务隔离级别
- MVCC支持多种事务隔离级别，如读已提交（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）和串行化（Serializable）。
- 在较低的隔离级别下，读操作可以看到其他事务未提交的更改，而在较高的隔离级别下，读操作只能看到已提交的更改。
4. 快照隔离
- 快照隔离是一种特殊的MVCC实现，它为每个事务提供一个一致的数据库视图。
- 事务开始时，它会获取一个时间戳，并且只能看到在该时间戳之前提交的数据。
5. 垃圾回收
- 随着时间的推移，旧版本的数据会变得不再需要。
- MVCC系统通常有一个后台进程来清理这些无用的数据版本，释放存储空间。
6. 减少锁的使用
- 由于读操作不需要锁，因此可以显著减少锁的使用频率。
- 写操作虽然需要创建新版本并可能需要对旧版本加锁，但这些锁通常是短暂的，并且只在必要时才持有。
7. 提高并发度
- MVCC允许多个事务同时读取相同的数据，而不会相互阻塞。
- 这使得数据库系统能够处理更多的并发请求，提高了整体吞吐量。
8. 避免死锁
- 由于锁的使用减少了，死锁的可能性也相应降低。
- 即使发生死锁，MVCC系统通常可以通过回滚其中一个事务来解决，而不需要人工干预。
实现示例
以PostgreSQL为例，它使用MVCC来实现其多版本并发控制：
- 每个数据页都有一个LSN（日志序列号），用于标识数据的版本。
- 读操作会查找LSN小于或等于当前事务开始时的LSN的数据版本。
- 写操作会创建一个新的数据版本，并更新LSN。
注意事项
- MVCC虽然减少了锁竞争，但也增加了存储空间的需求，因为需要保存多个数据版本。
- 在高并发环境下，垃圾回收可能会成为性能瓶颈，需要合理配置和优化。
总之，MVCC通过提供高效的并发控制机制，显著减少了数据库锁竞争，提高了系统的整体性能和可用性。
