
下面我们以下面这个表和更新语句来进行分析:
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create table T(ID int primary key, c int); |
对于更新语句,查询语句的那一套流程,更新语句同样是会走一遍。
redo log
如果每一次更新操作都要写进磁盘,然后磁盘也要找到对应的那条记录,然后再更新;整个过程IO成本、查找成本都很高。为了解决这个问题,MySQL采用了WAL技术来提升更新效率。WAL的全称是write-Ahead Logging。它的关键点在于先写日志,再写磁盘。
具体来说,就是当有一条记录需要更新的时候,innodb引擎就会先把记录写到redo log里面,并更新内存,这个时候更新就算完成了。同时,innodb引擎会在适当的时候,将这个操作记录更新到次磁盘里面,而这个更新往往是在系统比较空闲的时候做。
innodb的redo log是固定大小的,比如可以配置为一组4个文件,每个文件大小是1GB,那么redo log总共就可以记录4GB的操作,从头开始写,写到末尾就又回到开头循环写。
write pos是当前记录的位置,一边写一边后移,写到第3号文件末尾后就回到0号文件开头。checkpoint是当前要擦除的位置,也是往后推移并且循环的,擦除记录前要把记录更新到数据文件。
write pos和checkpoint之间的部分是用来记录新的操作。如果write pos追上checkpoint,那么表示redo log写满了,得先停下来擦掉一些记录,把checkpoint推进一点后才能够继续写入。
有了redo log,innodb就可以保证即使数据库发生异常重启,之前提交的记录都不会丢失,这个能力称作crash-safe。
binlog
MySQL从整体来说,其实有两块:一块是Server层,它主要做的是MySQL功能层面的事情;还有一块是引擎层,负责存储相关的具体事宜。redo log是innodb引擎特有的日志,Server层也有自己的日志,称为binlog(归档日志)
最开始MySQL里并没有innodb引擎,MySQL自带的引擎是MyISAM,但是MyISAM没有crash-safe的能力,binlog日志只能用于归档。而innodb是另一个公司以插件形式引入MySQL的,既然只依靠binlog是没有crash-safe能力,所以innodb使用另一套日志系统(redo log)来实现crash-safe能力。
redo log 和 binlog主要有以下三点不同:
- redo log是innodb引擎特有的;binlog是MySQL的Server层实现的,所有引擎都可以使用。
- redo log是物理日志,记录的是“在某个数据页上做了什么修改”;binlog是逻辑日志,记录的是这个语句的原始逻辑。
- redo log是循环写的,空间固定会用完;binlog是可以追加写入的。
我们回过头来看执行器和innodb引擎在执行这个简单的update语句时的内部流程。
- 执行器先找引擎取ID=2这一行。ID是主键,引擎直接用树搜索找到这一行。如果ID=2这一行所在的数据页本来就在内存中,就直接返回给执行器;否则,需要先从磁盘读入内存,然后再返回。
- 执行器拿到引擎的给的行数据,把这个值加上1,等到新的一行数据,再调用引擎接口写入这行新数据。
- 引擎将这行新数据更新到内存中,同时将这个更新操作记录到redo log里面,此时redo log处于prepare状态。然后告知执行器执行完成,随时可以提交事务。
- 执行器生成这个操作的binlog,并把binlog写入磁盘。
- 执行器调用引擎的提交事务接口,引擎把刚刚写入的redo log改成提交(commit)状态,更新完成。
两阶段提交
binlog会记录所有的逻辑操作,并且采用的是“追加写”的形式。当需要恢复到指定的某一秒时,比如某天下午两点发现中午十二点有一次误删表,需要找回数据,可以这样做:
- 首先找到最近一次的全年备份
- 然后从备份的时间点开始,将备份的binlog依次取出来,重放到中午误删表之前的那个时刻。
- 将表数据从临时库中取出来,按需要恢复到线上库去。
说完数据恢复过程,我们来说说为什么日志需要“两阶段提交”。
由于redo log和binlog是两个独立的逻辑,如果不用两阶段提交,那么就是先写完redo log再写binlog或者放过来。
- 先写redo log后写binlog。假设在redo log写完,binlog还没有写完的时候,MySQL进程异常重启。由于我们前面说过,redo log写完后,系统及时崩溃,仍然能够将数据恢复回来,所以恢复后这一行c的值是1。
但是由于binlog没写就crash了,这时候binlog是没有记录这个语句。因此,之后备份日志的时候,存起来的binlog里面就没有这条语句。
然后你会发现,如果需要这个binlog恢复临时库的话,由于这个语句的binlog丢失,这个临时库就会少了这一次更新,恢复出来的这一行c的值就是0。造成了数据不一致。(主从情况也是一样的) - 先写binlog后写 redo log。如果binlog写完后crash,由于redo log还没写,崩溃恢复以后这个事务无效,所以这一行c的值是0。但是binglog里面已经记录了“把c从0改成1”这个日子。所以binlog恢复后就多了一个事务。
可以看到,如果不使用两阶段提交,那么数据库的状态与应用它日子的其他数据库数据不一致。
小结
redo log用来宝成crash-safe能力,innodb_flush_log_at_trx_commit这个参数设置成1的时候,表示每次事务的redo log都会直接持久化到磁盘。
sync_binlog这个参数设置成1的时候,表示每次事务的binlog都持久化到磁。




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