MySQL實現事務、崩潰恢復、集群的主從複製，底層都離不開日誌，所以日誌是MySQL的精華所在。只有瞭解MySQL日誌，才算是徹底搞懂MySQL。 今天一燈就帶你深入淺出的學習MySQL的三大日誌系統，Redo Log（重做日誌）、Undo Log（恢復日誌）、Bin Log（備份日誌）。 ...
1. 背景
MySQL實現事務、崩潰恢復、集群的主從複製，底層都離不開日誌，所以日誌是MySQL的精華所在。只有瞭解MySQL日誌，才算是徹底搞懂MySQL。
今天一燈就帶你深入淺出的學習MySQL的三大日誌系統，Redo Log（重做日誌）、Undo Log（恢復日誌）、Bin Log（備份日誌）。
2. Redo Log（重做日誌）
2.1 Redo Log的內容與作用
Redo Log 記錄的是物理日誌，也就是磁碟數據頁的修改。
作用： 用來保證服務崩潰後，仍能把事務中變更的數據持久化到磁碟上。
MySQL事務中持久性就是使用Redo Log實現的。
2.2 什麼時候寫入Redo Log？
- 從磁碟載入數據到記憶體
- 在記憶體中修改數據
- 把新數據寫到Redo Log Buffer中
- 把Redo Log Buffer中數據持久化到Redo Log文件中
- 把Redo Log文件中數據持久化到資料庫磁碟中
你可能會問，為什麼需要寫Redo Log Buffer和Redo Log FIle？直接持久化到磁碟不好嗎？
直接寫磁碟會有產生嚴重的性能問題：
-
InnoDB在磁碟中存儲的基本單元是頁，可能本次修改只變更一頁中幾個位元組，但是需要刷新整頁的數據，就很浪費資源。
-
一個事務可能修改了多頁中的數據，頁之間又是不連續的，就會產生隨機IO，性能更差。
這種方案叫做WAL（Write-Ahead Logging），預寫日誌，就是先寫日誌，再寫磁碟。
2.3 Redo Log刷盤規則
寫入Redo Log Buffer之後，並不會立即持久化到Redo Log FIle，需要等待操作系統調用fsync()操作，才會刷到磁碟上。
具體什麼時候可以把Redo Log Buffer刷到Redo Log FIle中，可以通過innodb_flush_log_at_trx_commit參數配置決定。
| 參數值 | 含義 |
|---|---|
| 0（延遲寫） | 提交事務後，不會立即刷到OS Buffer中，而是等一秒後刷新到OS Buffer並調用fsync()寫入Redo Log FIle，可能會丟失一秒鐘的數據。 |
| 1（實時寫 | 每次提交事務，都會刷新到OS Buffer並調用fsync()寫到Redo Log FIle，性能較差 |
| 2（延遲刷新） | 每次提交事務只刷新到OS Buffer，一秒後再調用fsync()寫入Redo Log FIle。 |
InnoDB 的Redo Log File是固定大小的。可以配置為每組4個文件，每個文件的大小是 1GB，那麼Redo Log File可以記錄4GB的操作。
採用迴圈寫入覆蓋的方式，write pos記錄開始寫的位置，向後移動。checkpoint記錄將要擦除的位置，也是向後移動。write pos到checkpoint之間的位置，是可寫區域，checkpoint到write pos之間的位置是已寫區域。
3. Undo Log（回滾日誌）
3.1 Undo Log的內容與作用
Undo Log記錄的是邏輯日誌，也就是SQL語句。
比如：當我們執行一條insert語句時，Undo Log就記錄一條相反的delete語句。
作用：
-
回滾事務時，恢復到修改前的數據。
-
實現 MVCC（多版本併發控制，Multi-Version Concurrency Control） 。
MySQL事務中原子性就是使用Undo Log實現的。
3.2 Undo Log如何回滾到上一個版本
實現方式通過兩個隱藏列trx_id（最近一次提交事務的ID）和roll_pointer（上個版本的地址），建立一個版本鏈。併在事務中讀取的時候生成一個ReadView（讀視圖），在Read Committed隔離級別下，每次讀取都會生成一個讀視圖，而在Repeatable Read隔離級別下，只會在第一次讀取時生成一個讀視圖。
4. Bin Log（備份日誌）
4.1 Bin Log的內容與作用
Bin Log記錄的是邏輯日誌，即原始的SQL語句，是MySQL自帶的。
作用： 數據備份和主從同步。
Bin Log共有三種日誌格式，可以binlog_format配置參數指定。
| 參數值 | 含義 |
|---|---|
| Statement | 記錄原始SQL語句，會導致更新時間與原庫不一致。 比如 update_time=now() |
| Row | 記錄每行數據的變化，保證了數據與原庫一致，缺點是數據量較大。 |
| Mixed | Statement和Row的混合模式，預設採用Statement模式，涉及日期、函數相關的時候採用Row模式，既減少了數據量，又保證了數據一致性。 |
4.2 什麼時候寫入Bin Log？
Bin Log採用追加寫入的模式，並不會覆蓋原有日誌，所以可以用來恢復到之前某個時刻的數據。
Bin Log也是採用WAL模式，先寫日誌，再寫磁碟。
至於什麼時候刷新到磁碟，可以sync_binlog配置參數指定。
| 參數值 | 含義 |
|---|---|
| 0（延遲寫） | 每次提交事務都不會刷盤，由系統自己決定什麼時候刷盤，可能會丟失數據。 |
| 1（實時寫） | 每次提交事務，都會刷盤，性能較差。 |
| N（延遲寫） | 提交N個事務後，才會刷盤。 |
加入寫Bin Log之後的事務流程：
這就是二階段提交的概念，先寫處於prepare狀態的Redo Log，事務提交後，再寫處於commit狀態的Redo Log。
知識點總結：
有了MySQL日誌的基礎，下篇就可以一塊學習MySQL集群和主從同步了。
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