MySQL 事务日志

一、二进制日志（Binlog）

1. Binlog概念

Binlog 是逻辑日记，用于记录数据库执行的写入操作（查询不记录）信息，Server层记录和引擎层无关，并且是以追加方式进行写入，可以通过参数 max_binlog_size设置每个 Binlog 文件的大小，文件大小达到设定值时会生成新的文件来保存日记。

概念	解释
逻辑日志	“逻辑日志”可以简单理解为记录的就是sql语句。Binkog和Undo log记录的是逻辑日志
Server	“Server”是MySQL基本架构的一层，MySQL基本架构分为Server层和引擎层，详细介绍可以参考–简单记一条查询SQL语句的执行全过程 。

2. Binlog作用

在实际应用中，主要用在两个场景：主从复制和数据恢复

• 主从复制场景：在 Master 主端开启 Binlog，将 Binlog 发生到各个 Slave 从端，Slave 从端重放 Binlog 从而达到主从数据一致
• 数据恢复场景：通过使用 mysqlbinlog 工具来恢复数据

3. Binlog 记录过程及刷盘时机

Binlog 大致记录过程是先写 Binlog Buffer，然后通过刷盘时机，控制刷入 OS Buffer，控制 fsync() 进行写入 Binlog File 日记磁盘的过程。

概念	解释
刷盘时机	“刷盘时机”是指啥时候、通过什么策略将内存中的日志写到磁盘中。因为日志每次都是先写入内存的buffer中，然后通过刷盘时机设置的参数控制刷盘时机，最后才刷入磁盘。这个参数设置对于Undo、Redo和Binlog都有一套参数

对于 Binlog，MySQL 是通过参数 sync_binlog 参数来控制刷盘时机，取值是 0、1 和 N 三种值。0 表示由系统自行判断何时调用 sync() 写入磁盘；1 表示每次事务 commit 都要调用 fsync() 写入磁盘；N 表示每 N 个事务，才会调用 fsync() 写入磁盘。

图2：内存和磁盘日记结构图

4. Binlog 记录格式

MySQL 5.7.7 版本之前默认格式是 STATEMENT，版本之后默认是 ROW，可以通过参数 binlog-format 指定。

二、事务日志（Undo log）

1. Undo log 概念

Undo log是逻辑日记、回滚日记。比如一条修改 +3 的逻辑语句，Undo log 会记录对应一条 -3 的逻辑日记，一条插入语句则会记录一条删除语句，这样发生错误时，根据执行 Undo log 就可以回滚到事务之前的数据状态。

2. Undo log 作用

• 回滚数据：当程序发生异常错误时等，根据执行 Undo log 就可以回滚到事务之前的数据状态，保证原子性，要么成功要么失败。
• MVCC 一致性视图：通过 Undo log 找到对应的数据版本号，是保证 MVCC 视图的一致性的必要条件。

3. Undo log 记录过程及刷盘时机

刷盘过程及时机类似于 Binlog 和 Redo，可以参考 Redo log 刷盘时机章节给出的图片，已经体现出来了。

4. Undo log 总结

Undo log 日记内容不是很多，重点是回滚和多版本控制 MVCC那块。此外，我记得印象笔记深刻的是长事务会导致日记过多，这个日记就是 Undo log。因为长事务存在，导致需要保存很多视图快照，其实这里就是涉及到Undo log 何时删除和生成的问题，当时纠结好久，其实很简单。生成是事务开始后写 Redo log 之前生成，当没有事务需要用到 Undo log 时就会被删除。举个例子，如果事务 A 一直存活，那么事务 A 之后产生的事务 B、C…等等就算提交了，也不会被删除，因为事务 A 需要用到 B、C… 事务去找 A 的版本。所以避免长事务可以减少Undo log 日记量，当然还可以提高性能。

三、事务日记 （Redo log）

1. Redo log 概念

Redo log 是重做日记，属于InnoDB引擎的日记。是物理日记，日记记录的内容的是数据页的更改，这个页 “做了什么改动”。如：add xx记录 to Page1，向数据页Page1增加一个记录。

概念	解释
数据页	MySQL是按照数据页为最小单位进行存储的，b+树的特性，一页默认16k，数据属于页，页包含数据。当操作一条数据的时候，实际上就是在操作一个数据页，多条数据可能是在一个数据页也可能是在多个数据页，看数据具体分布。

2. Redo log 作用

• 前滚操作：具备 crash-safe能力，提供断电重启时解决事务丢失数据问题。
• 提高性能：先写Redo log记录更新。当等到有空闲线程、内存不足、Redo log满了时刷脏。写 Redo log 是顺序写入，刷脏是随机写，节省的是随机写磁盘的 IO 消耗（转成顺序写），所以性能得到提升。此技术称为WAL技术：Write-Ahead Logging，它的关键点就是先写日记磁盘，再写数据磁盘。