mysql-事务日志

Posted 2023-02-21 Zheng"Rui

事务日志

• 一、redo log
• • 1.1 基本介绍
  • 1.2 double write
  • • 1.2.1 partial page write
    • • 1.2.2 double write 机制
• 二、undo log
• • 2.1 基本介绍
  • 2.2 MVCC

mysql中的事务日志分为三类，分别是：redo log,undo long,bin log，这里只介绍redo log和undo log

一、redo log

1.1 基本介绍

redo log是重做日志，其中存放的是事务对数据页的物理修改，比如‘在某一行插入了一个数据’，innodb可以根据重做日志，恢复数据。
redo log分为两个部分：
1.是在内存中的 redo log buffer，是易失的。
2.是在磁盘上的redo file，是持久的。
innodb更新数据的全流程：
1.首先将数据页从磁盘中缓存到内存中
2.更新内存中的数据
3.将更新操作信息转化成redo日志，保存在redo log buffer中
4.根据redo log的刷新规则（可以指定），这里假设是事务结束时，自动刷新。当事务结束时，就会把redo log buffer中的内容刷新到redo file中进行持久化。
5.根据数据页的刷新机制，将脏数据页（也就是在内存中修改了，但是还没有写入磁盘的数据页）进行写入磁盘。

1.2 double write

innodb在更新数据的时候，会有两次写磁盘操作，叫做double write。造成需要两次写操作的原因，简单来说，是因为防止系统宕机，导致数据丢失。

1.2.1 partial page write

首先来介绍partial page write（部分页写入），我们知道mysql在内存中，对于数据是采用16KB为一页进行管理的，也是mysql操作数据页的基本单位。当需要将更新数据页写回磁盘时，会出现一个问题，就是操作系统对于每一次写操作的基本单位是512字节，这种不匹配导致，对于mysql一个数据页的写于磁盘操作不在是原子性的了，也就是说，当磁盘写到一半，发生断电等情况的时候，可能只写入了一半的数据，这些数据就变得不可靠，要想恢复数据，我们很容易想到使用redo log进行恢复，但是需要注意，服务器重启之后，内存中的数据已经丢失了，磁盘上的数据也被部分修改了，我们没有办法找到一个合适的”起点“，来进行redo，所以，这个时候就需要寻找一个备份，防止这种情况的产生。

1.2.2 double write 机制

为了给redo log提供一个起点，我们需要在每次修改数据，写入磁盘的时候，先进行备份数据的写入，这样，就算下次写数据的时候宕机了，还是可以把备份数据拿出来，恢复原来的页数据，然后通过redo log，恢复最新的数据。
引入double write后的刷新数据流程：
1.首先在刷新机制触发的时候，将脏数据页先也入内存中的double write buffer中，然后通过double write buffer将脏数据页先也如到磁盘的共享表空间中，此时是顺序io，速度比较块，写完之后，将脏数据页在离散的写入到磁盘data file中。
如果此时在发送断电宕机，重启之后，可以从共享表空间中，取出之前的数据，也就是起点，然后根据redo log进行重做，即可恢复数据。
那如果写入共享表空间失败了呢？其实是同样的原理，因为写入共享表空间是追加写入的，我们同样可以那之前的数据作为起点，然后根据redo log进行数据恢复。

二、undo log

2.1 基本介绍

undo log也叫回滚日志，是用来纪录数据的版本链的，以此来支持事务的回滚。
首先介绍，在innodb中，会对每一个数据表添加三个默认字段，这三个默认字段，用户没有办法通过任何方式进行显示，但是查看源码是可以看到的。
1.db_row_id:这是innodb为每一个数据行添加的默认自增主键，当数据表中没有主键的时候，会使用该默认主键作为索引。
2.db_roll_ptr:回滚指针，指向该数据行的上一个版本
3.db_trx_id:最近一次修改该数据行的事务id。
每一次，我们对数据行进行修改的时候，其实都会先复制一份最新的数据，然后将其回滚指针指向之前的数据行，然后将最近一次修改的事务id换成当前事务的事务id，然后才会修改数据。当需要回滚数据的时候，只需要按照回滚指针，匹配事务id即可进行回滚。

2.2 MVCC

上一篇文章我们说过，mysql采用读写锁来进行并发控制，读锁直接是共享的，但是写锁是会阻塞读锁和写锁的，这当然已经提高了性能，但是对于大数据量的并发来说，还是不够，同一时间只能有一个事务对数据进行写操作，这个没问题，但是对于mysql的使用，大多是是查询工作，能不能想个办法，然后进行写数据的时候，其他事务也可以进行读呢？
MVCC就是折中的解决办法。通过undo log我们知道，innodb中其实是存放了不同版本的数据的，那么我们是否可以然后写事务操作最新版本的数据，让读事务去读旧版本的数据，这样可以实现读写的真正并发。
MVCC的实现其实是靠read view读视图来实现的，当一个事务第一次进行select进行快照读的时候，会根据一定的读视图生成逻辑，生成读视图，再次之后，根据隔离级别的不同，会有不同的表现，如果是RR级别下，之后的每一次select快照读，其实都是在读取之前的读视图，不管其他事务有没有修改，有没有删除，有没有提交，都不会影响到当前事务的读取，这就避免了脏读，幻读，不可重复读的问题。但是在RC级别下，每一次select快照读都会重新生成读视图，也就是每一次都会读取最新的数据，这也就是为什么RC级别下每一次select都能够读到别的事务提交的内容的原因了。