【必会面试题】快照读、当前读是什么？如何理解

缓存机制：缓存是系统中用于存储经常访问的数据的内存空间，以减少对磁盘I/O的需求，提高数据读取的性能。
当前读：当前读直接读取最新数据，并可能需要加锁来确保数据一致性。
快照读：快照读基于事务开始时的一致性视图，不受其他事务影响，依赖MVCC机制。
MVCC：MVCC通过维护数据的多个版本来实现并发控制，为快照读提供支持。
锁机制：锁机制用于确保数据一致性，避免并发事务导致的数据冲突。

1. 当前读（Current Read）

概念：
当前读是指读取操作直接访问最新的数据，数据读取过程中会受到其他并发事务的影响。这意味着，如果在当前读过程中有其他事务修改了数据，那么当前读会读取到最新的修改。

原理：
当前读依赖于数据存储系统的读写锁机制来保证数据一致性。在数据库系统中，当前读通常涉及锁机制，例如共享锁（S锁）和排他锁（X锁），以确保读取过程中的数据一致性。

应用场景：
举个例子，在开发一个日志处理系统时，需要高效地读取大量日志文件。理解当前读的原理可以帮助我们优化读取性能，例如：

使用缓冲读取（Buffered Read）来减少系统调用次数。
利用内存映射文件（Memory Mapped File）来加速大文件的读取。
实现异步 I/O 操作，提高并发读取的性能。

2.快照读（Snapshot Read)

快照读的主要挑战在于如何在缓存中维护多个数据版本，以及如何在读取操作时选择合适的版本。

实现原理
为了处理缓存机制，系统需要确保缓存中的数据与磁盘上的数据版本一致。以下是具体的实现策略：

版本列表：每个数据项在缓存中有多个版本，每个版本对应一个快照。
版本元数据：每个版本包含数据的具体值以及版本的时间戳或事务ID。

读取操作
当进行快照读时，系统会根据当前事务的快照时间戳或事务ID，从缓存中选择合适的版本进行读取。

选择合适版本：读取操作时，根据事务的快照时间戳，从版本列表中选择最接近且不超过快照时间戳的版本。
数据一致性：如果缓存中没有合适的版本，系统会从磁盘读取数据并将其版本添加到缓存中。

写入操作
写入操作需要更新缓存中的数据版本，同时确保不影响其他事务的快照读。

更新最新版本：写入操作时，更新缓存中最新的数据版本，并为新版本分配新的时间戳或事务ID。
保留旧版本：旧版本仍然保留在缓存中，以便进行快照读时使用。

应用场景：

示例：

假设有一个高并发的订单系统，需要频繁读取和更新订单信息。通过使用快照读和缓存机制，可以确保在读取操作时获取一致性视图，同时提高系统的读取性能。

-- 创建表
CREATE TABLE orders (order_id INT PRIMARY KEY,order_status VARCHAR(20),update_time TIMESTAMP
);-- 读取操作
START TRANSACTION;
-- 使用缓存读取，基于快照时间戳选择版本
SELECT order_status FROM orders WHERE order_id = 1;-- 写入操作
START TRANSACTION;
-- 更新缓存中的最新版本，同时保留旧版本
UPDATE orders SET order_status = 'shipped', update_time = NOW() WHERE order_id = 1;
COMMIT;