InnoDB undo log解析（一）

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本文详细介绍了InnoDB存储引擎中的undo log格式，包括insert undo log和update undo log的区别及应用场景，通过实例展示了如何利用InnoDB提供的信息schema表来观察undo log。

InnoDB undo log解析（一）

2016-11-28 14:38 277人阅读评论(0) 收藏举报

在InnoDB存储引擎中，undo log用来完成事务的回滚以及MVCC的功能。但是InnoDB本身提供对于undo log的分析或者查询功能非常有限。用户仅能通过SHOW ENGINE INNODB STATUS中的History list length信息的值当前undo log在history列表中的数量。网上已经有些文章分析了undo log的存储结构，但很少对InnoDB的undo log进行解析。本博文将详细介绍InnoDB存储引擎中的undo log格式，使读者能更为深入了解其实现。

在InnoDB存储引擎中，undo log可分为以下两种类型：

insert undo log
update undo log

InnoDB undo log解析（一） - insidemysql - Inside MySQL

insert undo log是指在insert操作中产生的undo log。因为insert操作的记录，只对事务本身可见，对其他事务不可见（这是事务隔离性的要求），故该undo log可以在事务提交后直接删除。不需要进行purge操作。insert undo log的格式如左图所示（点击可看原图）。

图中＊表示对存储的字段进行了压缩。insert undo log开始的前两个字节next记录的是下一个undo log的位置，通过该next的字节可以知道一个undo log所站的空间字节数。类似地，尾部的两个字节记录的是undo log的开始位置。type_cmpl占用一个字节，记录的是undo地类型，对于insert undo log，该值总是为11。undo_no记录事务的ID，table_id记录undo log所对应的表对象。这两个值都是用于进行压缩的。接着的部分记录了所有主键的列和值。在进行rollback操作时，根据这些值可以定位到具体的记录，然后进行删除即可。

update undo log记录的是对delete和update操作产生的undo log。该undo log可能需要提供MVCC机制，因此不能在事务提交时就进行删除。提交时放入undo log链表，等待purge线程进行最后的删除。update undo log的结构如右图所示（点击可看原图）。

update undo log相对于之前介绍的insert undo log，记录的内容更多，所需占用的空间也更大。next、start、undo_no、table_id与之前介绍的insert undo log部分相同。这里的type_cmpl，由于update undo log本身还有分类，故其可能的值如下：

12 （TRX_UNDO_UPD_EXIST_REC）
13 （TRX_UNDO_UPD_DEL_REC）
14 （TRX_UNDO_DEL_MARK_REC）

undo log可以分为上述3种类型，其分别代表了更新non-delete-mark的记录，将delete的记录标记为not delete，将记录标记为delete。

紧接着的部分记录update_vector信息，update_vector表示update操作导致发生改变的列。每个修改的列信息都要记录的undo log中。对于不同的undo log类型，可能还需要记录对索引列所做的修改。

Oracle和Microsoft SQL Server数据库都由内部的数据字典来观察当前undo的信息，InnoDB存储引擎在这方面做得还是不够，DBA只能通过原理和经验来进行判断。InnoSQL对information_schema进行了扩展，添加了两张数据字典表，这样用户可以非常方便和快捷地查看undo的信息。

首先增加的数据字典表为INNODB_TRX_ROLLBACK_SEGMENT。顾名思义，这个数据字典表用来查看rollback segment（回滚段）。InnoDB 1.1版本开始，其一共有128个rollback segment，每个rollback segment支持1024个undo log段，因此一共支持128*1024个同时并发在线事务。而之前的版本仅有1个回滚段，故最大支持并发事务为1024。

例如，用户可以通过下面的命令来查看rollback segment所在的页（InnoDB 1.2版本之前，rollback segment都放在共享表空间内，故space值都为0。InnoDB 1.2版本开始支持独立的rollback segment表空间）：

MySQL> SELECT segment_id,space,page_no FROM INNODB_TRX_ROLLBACK_SEGMENT;
+------------+-------+---------+
| segment_id | space | page_no |
+------------+-------+---------+
|          0 |     0 |       6 |
|          1 |     0 |      45 |
|          2 |     0 |      46 |
......
128 rows in set (0.00 sec)

另一张数据字典表为INNODB_TRX_UNDO，用来记录事务对应的undo log，方便DBA和开发人员详细了解每个事务产生的undo量。下面将演示如和使用INNODB_TRX_UNDO表，首先根据如下代码创建测试表t。

CREATE TABLE t (
     a INT,
     b VARCHAR(32),
     PRIMARY KEY(a),
     KEY(b)
)ENGINE=InnoDB;

接着插入一条记录，并尝试通过INNODB_TRX_UNDO观察该事务的undo log的情况：

mysql> BEGIN;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> INSERT INTO t SELECT 1,’1’;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Records: 1  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> SELECT * FROM information_schema.INNODB_TRX_UNDO\G;
*************************** 1. row ***************************
       trx_id: 3001
      rseg_id: 2
  undo_rec_no: 0
undo_rec_type: TRX_UNDO_INSERT_REC
         size: 12
        space: 0
      page_no: 334
       offset: 272
1 row in set (0.00 sec)

通过数据字典表可以看到，事务ID为3001，rollback segment的ID为2，因为是该条事务的第一个操作，故undo_rec_no为0。之后可以看到插入的类型为TRX_UNDO_INSERT_REC，表示是insert undo log。size表示undo log的大小，占用12字节。最后的space、page_no、offset表示undo log开始的位置。打开文件ibdata1，定位到页（334，272），并读取12字节，可得到如下内容：

01 1c 0b 00 16 04 80 00 00 01 01 10

上述就是undo log实际的内容，之前对于insert undo log格式的介绍，可以整理得到：

01 1c # 下一个undo log的位置 272+12=0x011c

0b # undo log的类型，TRX_UNDO_INSERT_REC为11

00 # undo log的记录，等同于undo_rec_no

16 # 表的ID

04 # 主键的长度

80 00 00 01 # 主键的内容

01 10 # undo log开始的偏移量，272=0x0110

此外，由于知道该undo log所在的rollback segment的ID为2，用户还可以通过数据字典表INNODB_TRX_ROLLBACK_SEGMENT来查看当前rollback segment的信息，如：

mysql> SELECT segment_id,insert_undo_list,insert_undo_cached
     -> FROM information_schema.INNODB_TRX_ROLLBACK_SEGMENT
     -> WHERE segment_id=2\G;
*************************** 1. row ***************************
        segment_id: 2
  insert_undo_list: 1
insert_undo_cached: 0
1 row in set (0.00 sec)

可以看到insert_undo_list为1。若这时进行事务的COMMIT操作，再查看该数据字典表：

mysql> COMMIT;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> SELECT segment_id,insert_undo_list,insert_undo_cached
     -> FROM information_schema.INNODB_TRX_ROLLBACK_SEGMENT
     -> WHERE segment_id=2\G;
*************************** 1. row ***************************
        segment_id: 2
  insert_undo_list: 0
insert_undo_cached: 1
1 row in set (0.00 sec)