MySQL学习笔记-redo log 和 binlog&两阶段提交

最新推荐文章于 2025-04-04 17:31:12 发布
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分类专栏： MySQL 文章标签： mysql sql 数据库 mariadb redis
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本文介绍了MySQL更新语句的执行流程，涉及redo log和binlog的作用。redo log用于保证 crash-safe，binlog则是用于归档。通过两阶段提交确保数据一致性，防止异常情况下数据库状态不一致。

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MySQL学习笔记-redo log 和 binlog&两阶段提交

前面学习了一条查询语句的执行过程一般是经过连接器、分析器、优化器、执行器等功能模块，最后到达存储引擎，而一条更新语句的执行流程也会按照查询查询语句的流程走一遍，但更新语句会涉及到两个日志模块，分别是 redo log 和 binlog，这篇文章学习一下这两个日志的作用。

1.笔记图

在这里插入图片描述

2.一条更新语句是如何被执行的

在这里插入图片描述

  • 连接器：负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接
  • 分析器：
    • 词法分析：识别出 SQL 语句里面的字符串分别代表什么，把 SQL 语句中字符串 T 识别成“表名 T，把字符串 ID 识别成 列 ID
    • 语法分析：根据词法分析的结果，语法分析器会根据语法规则，判断你输入的这个 SQL 语句是否满足 MySQL 语法
  • 优化器：优化器是在表里面有多个索引的时候，决定使用哪个索引，或者在一个语句有多表关联 （join） 的时候，决定各个表的连接顺序
  • 执行器：调用存储引擎提供的接口

3.redo log

  • WAL(Write-Ahead Logging)：先写日志，再写磁盘
  • 当有记录需要更新时，InnoDB 引擎就会先把记录写到 redo log，并更新内存，这时更新就算完成
  • InnoDB 的 redo log 是固定大小的，可以配置为一组 4 个文件，每个文件的大小是 1GB,从头开始写，写到末尾就又回到开头循环写
    在这里插入图片描述

Tips：write pos 表示当前记录的位置，写到第 3 号文件末尾后就回到 0 号文件开头，checkpoint 表示当前要擦除的位置，擦除记录前要把记录更新到数据文件

  • 如果 write pos 追上 checkpoint，表示 redo log 满了，这时不能再执行新的更新，得停下来先擦掉一些记录，把 checkpoint 推进一下
  • crash-safe：InnoDB 就可以保证即使数据库发生异常重启，之前提交的记录都不会丢失

4.binlog

MySQL Server 层也有自己的日志，称为归档日志 （binlog），binlog 日志只能用于归档

  • redo log 是 InnoDB 引擎特有的，binlog 是 MySQL 的 Server 层实现的，所有引擎都可以使用
  • redo log 是物理日志，记录的是在某个数据页上做了什么修改,binlog 是逻辑日志，记录的是这个语句的原始逻辑，比如给 ID=2 这一行的 c 字段加 1
  • redo log 是循环写的，空间固定会用完，binlog 是可以追加写入的,binlog 文件写到一定大小后会切换到下一个，并不会覆盖以前的日志

5.为什么要有两份日志？

  • 最开始 MySQL 里并没有 InnoDB 引擎，MyISAM 没有 crash-safe 的能力，binlog 日志只能用于归档
  • InnoDB 是另一个公司以插件形式引入 MySQL 的，使用另外一套日志系统 redo log 来实现 crash-safe 能力

6.更新语句内部执行流程

  • update T set c=c+1 where ID=2

  • 执行器先找引擎取 ID=2 这一行，ID 是主键，引擎直接用树搜索找到这一行，如果 ID=2 这一行所在的数据页本来就在内存中，就直接返回给执行器，否则，需要先从磁盘读入内存，然后再返回在这里插入图片描述

  • 执行器拿到引擎给的行数据，把这个值加上 1，比如原来是 N，现在就是 N+1，得到新的一行数据，再调用引擎接口写入这行新数据

  • 引擎将这行新数据更新到内存中，同时将这个更新操作记录到 redo log 里面，此时 redo log 处于 prepare 状态。然后告知执行器执行完成了，随时可以提交事务

  • 执行器生成这个操作的 binlog，并把 binlog 写入磁盘

  • 执行器调用引擎的提交事务接口，引擎把刚刚写入的 redo log 改成提交（commit）状态，更新完成

7.两阶段提交

  • 怎样让数据库恢复到半个月内任意一秒的状态？
  • 首先，找到最近的一次全量备份，从这个备份恢复到临时库
  • 从备份的时间点开始，将备份的 binlog 依次取出来，重放想要恢复的那个时刻
  • 反证法说明两阶段提交：假设执行 update 语句过程中在写完第一个日志后，第二个日志还没有写完期间发生了 crash，会出现什么情况呢？
  • 先写 redo log 后写 binlog：假设在 redo log 写完，binlog 还没有写完的时候，MySQL 进程异常重启，由于 binlog 没写完就 crash 了，如果用 binlog 来恢复临时库的话，与原库的值不同
  • 先写 binlog 后写 redo log：如果 binlog 写完之后 crash，redo log 还没写，崩溃恢复以后这个事务无效，恢复出来的这一行与原库的值不同，如果不使用“两阶段提交”，那么数据库的状态就有可能和用它的日志恢复出来的库的状态不一致

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然后你会发现，如果需要用这个 binlog 来恢复临时库的话，由于这个语句的 binlog 丢失，这个临时库就会少了这一次更新，恢复出来的这一行 c 的值就是 0，与原库的值不同。如果在图中时刻 A 的地方，也就是写入 redo log 处于 prepare 阶段之后、写 binlog 之前，发生了崩溃（crash），由于此时 binlog 还没写，redo log 也还没提交，所以崩溃恢复的时候，这个事务会回滚。如果 redo log 里面的事务是完整的，也就是已经有了 commit 标识，则直接提交；
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为什么需要两阶段提交？要理解这个问题，先要理解redo log 和 binlog 有什么区别？这两个日志有四个区别。相关问题：如果不小心整个数据库的数据被删除了，能使用 redo log 文件恢复数据吗？不可以使用 redo log 文件恢复，只能使用 binlog 文件恢复。因为 redo log 文件是循环写，是会边写边擦除日志的，只记录未被刷入磁盘（主库磁盘）的数据的物理日志，已经刷入磁盘的数据都会从 redo log 文件里擦除。
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1.redolog 1.为什么要有redolog 更新的时候,直接更新磁盘数据效率低(随机写),所以先写入redo-log,更新内存数据,直接返回就行了. 2.那磁盘上的数据什么时候会刷呢? 首先redo log不是一个无限大的文件,有固定大小,所以当redo log满的时候,肯定会刷新磁盘,更新数据.这时候刷已经晚了,用户插入数据已经开始阻塞了. 第二个是,mysql线程会定期刷redo log到磁盘. 3.用处 用于崩溃恢复.crash safe redolog,两阶段,redolog-
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