InnoDB(6.4):log group、重做日志格式、LSN与数据库恢复

前面已经学了了rodo log，可以知道redo log（即log block）的组成

下面认识一下log group，log group其实为重做日志组，其中有多个重做日志，InnoDB默认只有一个log group。

log group

log group实则上是一个逻辑上的概念，并没有一个实际存储的物理文件来表示log group信息。

log group由多个重做日志文件组成（其实也就是重做日志总文件），而每个log group中的日志文件大小是相同的，InnoDB对重做日志的总大小为512G.

在InnoDB中，log buffer根据一定的规则将重做日志缓冲池中的log block刷新到磁盘中，规则具体如下

• 事务提交时（可以设置提交了也不去马上重写）
• 当log buffer中有一半的空间已经被占用
• log checkpoint时（主线程进行log checkpoint）

对于log block的写入追加，是追加在redo log file的最后部分，当一个redo log file被写满时，会接者写入下一个redo log file，使用的方式为round-robin，也就是说在缓冲池里面的是log block，而刷新进磁盘里面，是刷新进redo log file，而每个log group可能有多个redo log file（默认只有1个log group）。

虽然log block总是在redo log file的最后部分进行写入，看起来是顺序的，其实并不是，因为redo log file除了保存log buffer刷新到磁盘的log block，还要保存了其他的一些信息，这些信息大概占2KB左右，而且占在redo log file的头中

即每个redo log file的前2KB部分是不保存log block信息的，主要有4部分组成

• log file header：512字节
• checkpoint1：512字节
• 空：512字节
• checkpoint2：512字节

需要注意的是，上述信息仅在每一个log group的第一个redo log file中进行存储，后面的redo log file会空出这段空间，但不会去使用其存储log block，所以导致Log group里面的redo log file并不是连续的，中间是会空出一段空间出来

而且写入新的redo log file时，还要去更新第一个redo log file前面2KB的信息（要去更新checkpoint，检查点）。

举个栗子

这是一个log group里面的栗子，里面有两个redo log file，可以看到第二条redo log file是没有接着第一条redo log file的。

重做日志格式

这里的重做日志格式是指刷新进磁盘的redo log file。

InnoDB存储引擎存储管理是基于页的，故其重做日志格式也是基于页的，但不同的数据库操作会有对应的重做日志格式，但虽然有着不同的重做日志格式，但他们有着通用的头部格式，如下所示。

可见重做日志的头部包含4个部分

• redo_log_type：重做日志的类型
• space：表空间的ID
• page_no：页的偏移量（用来记录在块里面的位置）
• redo log body：就是页里面的类容了（不属于头部），不同的数据库操作会对应不同的内容

LSN

LSN是Log Sequence Number的缩写，代表的是日志序列号，在InnoDB存储引擎中，LSN总共占用8个字节，并且是单调递增的，存在于重做日志的头部部分

LSN表示的含义有以下

• 重做日志写入的总量（单位为字节）
• checkpoint的位置
• 页的版本

LSN不仅记录在重做日志中，还存在于每个页中（前面讲数据页时，其File Header中也是有该LSN记录的，回看前面的数据页结构）。

在页中，LSN表示该页最后刷新时LSN的大小（重做日志写入的总量），重做日志组记录（log group）的是每个页（redo log file）的日志，因此页中的LSN用来判断页是否需要进行恢复操作。

举个栗子

在数据库加载数据页时，P1页的LSN为100，而InnoDB检测到写入重做日志中的LSN为1300，并且该事务是已经提交的，那么数据库就要进行一个恢复操作，将重做日志应用到P1页中，但如果P1页的LSN大于重做日志中的LSN，那么就不需要进行重做，因为P1页中的LSN表示页已经被刷新到该位置了

show engine innodb status;

可以看到日志里面总共有4个log sequenct number

• log sequence number：表示当前的LSN
• log flushed up to：表示刷新到重做日志的LSN
• pages flushed up to：表示刷新到磁盘的LSN
• Last checkpoint at：最新一次刷新进磁盘的LSN

可以看到这4个LSN是一样的，不过可能在生成环境下可能是不一样的。

恢复

InnoDB存储引擎在启动时,不管上次数据库运行时是否正常关闭，都会尝试进行恢复操作，因为重做日志记录的是物理文件，记录的是数据的存储，恢复的速度比逻辑日志（比如二进制日志，记录的是SQL语句）会快很多。

同时，InnoDB存储引擎自身也对恢复进行了一定程度的优化，比如进行顺序读取或者并行应用重做日志，这样可以进一步地提高数据库恢复的速度

通过对比Last checkpoint at和log flushed up to来进行恢复，pages flushed up to表示刷新到磁盘中的LSN，Last checkpoint at表示最新一次刷新到重做日志的LSN，那么如果这两者出现差异，就要进行恢复（pages flushed up to大于Last checkpoint at），只需要恢复LSN在Last checkpoint at和pages flushed up to的范围的重做日志即可