MySQL三大日志详解（binlog、undo log、redo log）

MySQL三大日志详解（binlog、undo log、redo log）

MySQL的日志有很多种类，最终要的有三种，binlog、redo log和undo log日志。他们分别是用来主从复制（备份恢复）、故障恢复和事务回滚的。

binlog

binlog是 Server层 的日志，无论存储引擎层使用了什么存储引擎，都可以使用binlog来记录对数据库的更新操作。事务还未提交的时候，这些更新记录会保存在 binlog cache 中，然后事务提交之后，这个binlog cache就会被 追加写 到binlog文件中去。binlog 主要是用来做 主从复制 和 备份恢复 的。

主从复制

主库在提交了一次更新数据库操作的事务时，就会把这次操作记录在binlog中，然后会有一个 log dump 线程，不断地把binlog的数据发送给从库，从库中会有一个 I/O线程 来接收从主库传来的binlog，将它放在从库的 relay log 中保存，并且还会有一个sql线程来读取这个relay log中最新的日志，然后执行它，以此保证了主库和从库的一致性。

同步复制： 主库在写完一次binlog之后，也就是一次事务提交之后，必须要等待所有从库都复制成功并且响应之后，才向客户端返回这次更新操作的结果。这种性能特别差，基本不考虑使用。

异步复制： 主库执行完提交事务之后就立刻返回客户端响应，不会去等待从库的复制，这种方式有个缺点，就是我们一般会在主库宕机的时候使用一个从库来当主库，所以如果主库提交事务之后，binlog还未同步到从库的过程中间宕机了，那么我们切换的从库来当新的主库就会丢失数据。异步复制是mysql默认情况下的主从复制模型。

半同步复制： 这种模型结合了同步复制和异步复制模型，当主库提交一条事务之后，会等待一个从库的同步完成，而不是等待所有从库的同步完成，就会响应客户端。

undo log

我们都知道一个事务在提交之前，这个事务对数据库所做的一切操作是没有被持久化的，如果事务崩溃，那么这个事务崩溃之前所做的操作都需要被回滚，那么mysql是怎么做回滚操作的呢？就是依靠这个undo log。

当每次执行 增、删、改 操作的时候，mysql都会为对应数据生成一条undo log，也就是这个操作之前的该条数据，如果事务崩溃了需要回滚，就会依靠这个undo log来进行回滚操作。

在 插入 一条记录的时候，会把这条记录的主键值记下来，回滚的时候删除这个主键值。

在 删除 一条记录的时候，会把这条记录的内容都记下来，回滚的时候插入会去。

在 修改 一条记录的时候，会把更新的记录的旧值记录下来，回滚的时候更新回旧值。

一条记录的每一次产生的undo log都会有一个 trx_id 和 roll_pointer 字段，分别用来记录时哪个事务修改的，和这条记录的上一次修改的undo log。由roll_pointer串联起来的一条记录就形成了该条记录的 版本链 。

可以通过read view+undo log来实现 MVCC。

redo log

buffer pool 增加了读写效率，但是它是基于内存来暂时保存数据的更新的，那么就会有丢失的风险，redo log就是为了防止这里的数据丢失而出现的。

我们知道我们使用了buffer pool增加读写效率之后，对数据的修改就不是直接落盘的了，而是将修改的数据页标记为脏页，然后在特定时机将脏页刷新到磁盘。每次在更新数据的时候，不仅操作缓存页，还会写一条redo log保存在 redo log buffer中来保存这次的更新，redo log buffer会定时保存到磁盘中去，也会在事务提交的时候持久化到磁盘（根据选择刷盘的策略不同）（redo log数据量小，磁盘I/O就快，并且是追加写，也就是 顺序写 ，而如果直接写入数据就是 随机写 ，所以持久化日志可以快速地持久化数据）。undo log在buffer pool中也有一个缓存的，它的刷盘策略和普通的数据页是一样的，也是要依靠redo log来防止数据丢失。注意redo log是 循环写 ，binlog是 追加写 。

两阶段提交

undo log是依靠redo log来进行持久化保存的，所以它的刷盘成功与否在于redo log是否正常执行了。而redo log和binlog刷盘的时机都有在事务提交的时候刷盘，但是这两个操作是独立的，所以就会有可能出现redo log刷盘成功而binlog失败 或者 binlog成功，redo log刷盘失败的不一致情况。

MySQL为了解决这个两种日志之间的不一致问题，就提出了 两阶段提交 的方法来解决。两阶段提交方法其实是 分布式事务一致性协议 ，它可以保证多个逻辑操作要么全部成功，要么全部失败，不会出现 半成功 的状态。

MySQL在事务提交时，持久化redo log 和 binlog时使用 内部XA事务 ，分两阶段来完成这个事务，这个事务完成之后就代表整体事务的提交成功，redo log和 binlog都持久化完成。内部事务也有内部事务id（XID）。

prepare阶段： 将XID写入redo log，然后redo log事务状态设置为prepare，持久化到磁盘。

commit阶段： 将XID写入到binlog，binlog持久化到磁盘，接着将redo log的prepare状态调整为commit状态，该状态不需要持久化到磁盘，只要binlog 持久化到磁盘，那么redo log无论是哪个状态，都代表它已经被持久化了。

如果在两个阶段之间发生了故障，那么binlog中是没有已持久化了的redo log对应的XID的，那么就会执行回滚，将redo log的prepare状态的数据清除掉。如果binlog中有与redo log中相同的XID，那么无论redo log的状态是prepare还是commit，那么都证明刷盘完成，则提交事务。

所以说，可以说两阶段提交就是固定了两个日志持久化的顺序，然后以binlog写成功为事务提交成功的标识。