(十一)MySQL日志篇之undo-log、redo-log、bin-log.....傻傻分不清！

 任何项目都会有日志，MySQL也不例外，而且MySQL更是其中的佼佼者，日志种类繁多，而本篇的目的就是全解MySQL中的各类日志，如撤销日志、错误日志、慢查询日志、中继日志、回滚日志.....

   其实日志的作用不言而喻，无论是线上排查，亦或是性能优化，几乎都需要从日志中来获得信息作为依据，而MySQL中，很多很多的功能也都需要基于日志实现，比如事务回滚、数据持久化、数据恢复、数据迁移、MVCC机制.....，因此本篇去阐述日志，也是为了方便撰写后续的其他文章。

OK，废话不多说了，咱们现在就开始吧~

一、Undo-log撤销日志

   Undo即撤销的意思，但咱们通常也习惯称它为回滚日志，在日常开发过程中，如果代码敲错了，一般会习惯性的按下Ctrl+Z撤销，而Undo-log的作用也是如此，但它是用来给MySQL撤销SQL操作的。

在之前的《SQL执行篇》中曾聊到过，当一条写入类型的SQL执行时，都会记录Undo-log日志，会生成相应的反SQL放入到Undo-log中，例如：

• 如果目前是insert插入操作，则生成一个对应的delete操作。
• 如果目前是delete删除操作，InnoDB中会修改隐藏字段deleted_bit=1，则生成改为0的语句。
• 如果目前的update修改操作，比如将姓名从竹子改成了熊猫，那就生成一个从熊猫改回竹子的操作。

当事务中某条SQL执行失败时，MySQL就需要回滚事务中其他执行成功的SQL，此时就会找到这个事务在Undo-log中生成的反SQL，然后将库中的数据改回事务发生前的样子。

大家看这段话，似乎没有啥问题对不？也包括我之前的文章中也是这样去描述的，但这里其实存在些许误导，在之前的《SQL执行篇》中，我们说一条写SQL执行前，会生成对应的反SQL记录在Undo-log中，但实际上并不会生成反SQL，这样去叙述仅是为了方便大家理解罢了。

那咱们怎么证明不会生成反SQL呢？如果大家有仔细研究过MySQL的日志，应该会发现Undo-log并不存在单独的日志文件，也就是磁盘中并不会存在xx-undo.log这类的文件，那Undo-log存在哪儿呢？InnoDB默认是将Undo-log存储在xx.ibdata共享表数据文件当中，默认采用段的形式存储。

也就是当一个事务尝试写某行表数据时，首先会将旧数据拷贝到xx.ibdata文件中，将表中行数据的隐藏字段：roll_ptr回滚指针会指向xx.ibdata文件中的旧数据，然后再写表上的数据。

那Undo-log究竟在xx.ibdata文件中怎么存储呢？在共享表数据文件中，有一块区域名为Rollback Segment回滚段，每个回滚段中有1024个Undo-log Segment，每个Undo段可存储一条旧数据，而执行写SQL时，Undo-log就是写入到这些段中。

不过在MySQL5.5版本前，默认只有一个Rollback Segment，而在MySQL5.5版本后，默认有128个回滚段，即支持128*1024条Undo记录同时存在。

1.1、对于事务回滚原理的纠正

结合上述纠正后的内容，咱们再对事务的回滚原理稍作更正，实际上当一个事务需要回滚时，本质上并不会以执行反SQL的模式还原数据，而是直接将roll_ptr回滚指针指向的Undo记录，从xx.ibdata共享表数据文件中拷贝到xx.ibd表数据文件，覆盖掉原本改动过的数据。

还是上个图简单理解一下吧，如下：

一条写SQL执行的流程如上图中的序号所示，当需要回滚事务时，直接用Undo旧记录覆盖表中修改过的新记录即可！

如果是insert操作，由于插入之前这条数据都不存在，那么就不会产生Undo记录，此时回滚时如何删除这条记录呢？因为插入操作不会产生Undo旧记录，因此隐藏字段中的roll_ptr=null，因此直接用null覆盖插入的新记录即可，这样也就实现了删除数据的效果~

1.2、基于Undo版本链实现MVCC

认真阅读过《MySQL-MVCC机制原理剖析》的小伙伴对于这点并不陌生，Undo-log中记录的旧数据并不仅仅只有一条，一条相同的行数据可能存在多条不同版本的Undo记录，内部会通过roll_ptr回滚指针，组成一个单向链表，而这个链表则被称之为Undo版本链，案例如下：

-- 事务T1：trx_id=1（两次修改同一条数据）
UPDATE `zz_users` SET user_name = "竹子" WHERE user_id = 1;
UPDATE `zz_users` SET user_sex = "男" WHERE user_id = 1;
复制代码

Undo-log中的旧数据版本链示意图大致如下：

当然，对于如何利用版本链实现MVCC机制，这点就不反复赘述了，没了解过的可以去看关于MVCC原理剖析的那篇文章。

1.3、Undo-log的内存缓冲区

InnoDB在MySQL启动时，会在内存中构建一个BufferPool，而这个缓冲池主要存放两类东西，一类是数据相关的缓冲，如索引、锁、表数据等，另一类则是各种日志的缓冲，如Undo、Bin、Redo....等日志。

而当一条写SQL执行时，不会直接去往磁盘中的xx.ibdata文件写数据，而是会写在undo_log_buffer缓冲区中，因为工作线程直接去写磁盘太影响效率了，写进缓冲区后会由后台线程去刷写磁盘。

OK~，那么如果当一个事务提交时，Undo的旧记录会不会立马被删除呢？因为事务都提交了，不需要再回滚改动过的数据，似乎用不上Undo旧记录了，对吗？确实如此，但不会立马删除Undo记录，对于旧记录的删除工作，InnoDB中会有专门的purger线程负责，purger线程内部会维护一个ReadView，它会以此作为判断依据，来决定何时移除Undo记录。

为什么不是事务提交后立马删除Undo记录呢？因为可能会有其他事务在通过快照，读Undo版本链中的旧数据，直接移除可能会导致其他事务读不到数据，因此删除的工作就交给了purger线程。

1.4、Undo-log相关的参数

最后再来看看关于Undo-log的一些参数，其实在MySQL5.5之前没有太多参数，如下：

• innodb_max_undo_log_size：本地磁盘文件中，Undo-log的最大值，默认1GB。
• innodb_rollback_segments：指定回滚段的数量，默认为1个。

除开上述两个参数外，其他参数基本上是在MySQL5.6才有的，如下：

• innodb_undo_directory：指定Undo-log的存放目录，默认放在.ibdata文件中。
• innodb_undo_logs：指定回滚段的数量，默认为128个，也就是之前的innodb_rollback_segments。
• innodb_undo_tablespaces：指定Undo-log分成几