Mysql系列--事务日志

Posted 2021-04-01 低调扫地僧

mysql属于传统关系型数据库，广泛应用于各个互联网公司，Mysql的基础架构如下：

Mysql可以分成Server层和存储引擎层两部分，Server层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖MySQL的大多数核心服务功能，以及所有的内置函数（如日期、时间、数学和加密函数等），所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程、触发器、视图等。存储引擎层负责数据的存储和提取，其架构模式是插件式的，支持InnoDB、MyISAM、Memory等多个存储引擎。现在最常用的存储引擎是InnoDB，它从MySQL 5.5.5版本开始成为了默认存储引擎。

Memory存储引擎主要用于内部表，Innodb和MyIsam一个比较明显的不同点是：Innodb支持事务，而MyIsam不支持事务。这里我们主要讨论Innodb如何支持数据库事务，数据库事务要符合ACID特性：

• 原子性(Atomicity):事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么全部成功，要么全部失败。
  

• 一致性(Consistency):事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另外一个一致性状态。
  

• 隔离性(Isolation):多个用户并发访问数据库时，数据库为每一个用户开启的事务，不能被其他事务的操作数据所干扰，多个并发事务之间要相互隔离。
  

• 持久性(Durability):持久性是指一个事务一旦被提交，它对数据库中数据的改变就是永久性的，接下来即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。 

在Innodb中如何来实现这些特性的呢？Innodb内部支持多种锁来保证不同事务间的隔离性；通过将事务提交的数据写入到磁盘进行持久化，在事务提交前需要先将Redo log持久化；通过Undo log来保证数据的原子性，当出现失败时，可以通过Undo log来恢复原来的数据；通过原子性和隔离性来一起保证一致性。

前面提到的Redo log和Undo log，都位于存储引擎层，其中Redo log是重做日志，主要记录物理数据页的更改信息，如数据页100的第100行设置为10，属于物理日志；Undo log是回滚日志，主要记录sql更新语句的逆操作，如原sql是insert则对应的Undo log记录为delete，属于逻辑日志。当然，Undo log除了用来保证事务的原子性，还可以用来实现MVCC机制，进一步提高Mysql的并发性能。

此外，我们在生产环境中进行Mysql部署时通常按照主从模式部署的，此时binlog就必不可少了。binlog位于server层，主要用于主从之间的数据同步，记录sql变更语句，属于逻辑日志。

后面会有相应的篇幅来讲解这些日志，下面我们来通过update语句来了解sql语句如何执行，并学习这些日志的写入顺序。

由图可知，在数据更新前先写undo日志，然后写redo日志，最后写binlog日志。由于文件系统缓存的原因，在写日志过程中，日志内容可能并没有刷盘，因此这里面存在着多种可能影响我们系统的稳定性，比如数据在缓存中未刷盘就宕机了，再比如在刷盘的过程中宕机，此时文件内容就可能不准确了。针对刷盘时机，Mysql提供了两个参数来分别控制redo log和binlog的刷盘：

• innodb_flush_log_at_trx_commit：控制redo log的刷盘机制，这只是redo log众多刷盘机制中的一种情形，后面会具体介绍redo log的刷盘机制。

• sync_binlog: 控制binlog的刷盘机制，后面也会有专门的文章介绍binlog。

当然Undo log也是需要持久化的，后面找到相关材料后再补充。另外，需要注意的是Undo log页面修改同样需要记录Redo log。

这里提个问题：为什么在事务提交时先写redo log后写binlog？