(一)背景知识:
1 binlog
binlog 我们中文一般称作归档日志, 是 MySQL Server 层的日志,而不是存储引擎自带的日志,它记录了所有的 DDL 和 DML(不包含数据查询语句)语句,而且是以事件形式记录,还包含语句所执行的消耗的时间等,需要注意的是:
- binlog 是一种逻辑日志,他里边所记录的是一条 SQL 语句的原始逻辑,例如给某一个字段 +1,注意这个区别于 redo log 的物理日志(在某个数据页上做了什么修改)。
- binlog 文件写满后,会自动切换到下一个日志文件继续写,而不会覆盖以前的日志,这个也区别于 redo log,redo log 是循环写入的,即后面写入的可能会覆盖前面写入的。
- 一般来说,我们在配置 binlog 的时候,可以指定 binlog 文件的有效期,这样在到期后,日志文件会自动删除,这样避免占用较多存储空间。
根据 MySQL 官方文档的介绍,开启 binlog 之后,大概会有 1% 的性能损耗,不过这还是可以接受的,一般来说,binlog 有两个重要的使用场景:
- MySQL 主从复制时:在主机上开启 binlog,主机将 binlog 同步给从机,从机通过 binlog 来同步数据,进而实现主机和从机的数据同步。
- MySQL 数据恢复,通过使用 mysqlbinlog 工具再结合 binlog 文件,可以将数据恢复到过去的某一时刻。
2 redo log
redo log 则不是 MySQL 提供的,是存储引擎 InnoDB 自己提供的。
事务的四大特性里面有一个是持久性,即只要事务提交成功,那么对数据库做的修改就被永久保存下来了,写到磁盘中了,怎么做到的呢?其实我们很容易想到是在每次事务提交的时候,将该事务涉及修改的数据页全部刷新到磁盘中,一旦写到磁盘中,就不怕数据丢失了。但是要是每次都这么搞,数据库就不知道慢到哪里去了!因为 Innodb 是以页为单位进行磁盘交互的,而一个事务很可能只修改一个数据页里面的几个字节,这个时候将完整的数据页刷到磁盘的话,不仅效率低,也浪费资源。效率低是因为这些数据页在物理上并不连续,将数据页刷到磁盘会涉及到随机 IO。
鉴于此,MySQL 设计了 redo log,在 redo log 中只记录事务对数据页做了哪些修改。那有人说,写 redo log 不就是磁盘 IO 吗?而写数据到磁盘也是磁盘 IO,既然都是磁盘 IO,那干嘛不把直接把数据写到磁盘呢?还费这事!
此言差矣。写 redo log 跟写数据有一个很大的差异,那就是 redo log 是顺序 IO,而写数据涉及到随机 IO,写数据需要寻址,找到对应的位置,然后更新/添加/删除,而写 redo log 则是在一个固定的位置循环写入,是顺序 IO,所以速度要高于写数据。
redo log 本身又分为:
- 日志缓冲(redo log buffer),该部分日志是易失性的。
- 重做日志(redo log file),这是磁盘上的日志文件,该部分日志是持久的。
MySQL 每执行一条 DML 语句,先将记录写入 redo log buffer
,后续在某个时间点再一次性将多个操作记录写到 redo log file
,这种先写日志再写磁盘的技术就是 MySQL 里经常说到的 WAL(Write-Ahead Logging)
技术(预写日志)。
(二)更新过程:
首先,更新数据还是会判断数据是否存在于Buffer Pool中,不存在则加载。
在更新Buffer Pool中的数据之前,我们需要先将该数据事务开始之前的状态写入Undo Log中。假设更新到一半出错了,我们就可以通过Undo Log来回滚到事务开始前。
然后执行器会更新Buffer Pool中的数据,成功更新后会将数据最新状态写入Redo Log Buffer中。因为一个事务中可能涉及到多次读写操作,写入Buffer中分组写入,比起一条条的写入磁盘文件,效率会高很多。
流程中仍然存在的问题:
假设我们在将Redo Log刷入到磁盘之后MySQL突然宕机了,binlog还没有来得及写入。此时重启,Redo Log所代表的状态就和Binlog所代表的状态不一致了。
基于2PC的一致性保障:必须保证Redo Log和Binlog在事务提交时的数据一致性,要么都存在,要么都不存在。MySQL是通过 2PC(two-phase commit protocol)来实现的。
(三)两阶段提交:
2. 为什么需要两阶段提交
如果没有两阶段提交,那么 binlog 和 redolog 的提交,无非就是两种形式:
- 先写 binlog 再写 redolog。
- 先写 redolog 再写 binlog。
向表中插入一条记录 R,先写 binlog 再写 redolog,当binlog写入完成,但是redolog还没写时,就出现了宕机,那么从机根据binlog进行主从同步时,从机是有数据R的。但是主机崩溃恢复时,redolog中是没有记录R的,所以就会出现主从数据不一致的问题。
向表中插入一条记录 R,先写 redolog再写 binlog,当redolog写入完成,但是binlog还没写时,就出现了宕机,那么主机崩溃恢复时,redolog中是有记录R的,但是从机根据binlog进行主从同步时,从机是没有数据R,就会出现主从数据不一致的问题。
按照前面说的两阶段提交就能解决问题吗?
我们来看如下三种情况:
情况一:一阶段提交之后崩溃了,即写入 redo log,处于 prepare 状态
的时候崩溃了,此时:
由于 binlog 还没写,redo log 处于 prepare 状态还没提交,所以崩溃恢复的时候,这个事务会回滚,此时 binlog 还没写,所以也不会传到备库。
情况二:假设写完 binlog 之后崩溃了,此时:
redolog 中的日志是不完整的,处于 prepare 状态,还没有提交,那么恢复的时候,首先检查 binlog 中的事务是否存在并且完整,如果存在且完整,则直接提交事务,如果不存在或者不完整,则回滚事务。
情况三:假设 redolog 处于 commit 状态的时候崩溃了,那么重启后的处理方案同情况二。
由此可见,两阶段提交能够确保数据的一致性。
标签:binlog,log,redolog,Mysql,磁盘,日志,redo From: https://www.cnblogs.com/mtjb1dd/p/16952559.html