以下内容出自《MySQL 实战 45 讲》
02 | 日志系统:一条SQL更新语句是如何执行的?
查询语句的那套流程,更新语句也会走一遍。
更新流程中和查询不一样的是,更新流程中涉及了两个重要的日志模块。redo log
(重做日志) 和 binglog
(归档日志)。
redo log - InnoDb 特有
作用:用来记录对磁盘页中数据的变动。
特点:物理日志,大小固定,循环写入,当Mysql意外宕机后,记录好的 redo log 在 Mysql 重启后可根据 redo log 中的记录继续向磁盘中写入数据,这个能力被称之为:crash-safe。
WAL : Write-Ahead-Logging, 即先写日志,再写磁盘。
日志也是在磁盘上,不过是顺序 IO。后再找机会持久化随机 IO 写回到磁盘。
当有记录需要更新时,InnoDB 先把记录写到 redo log,并更新内存。之后,在系统比较空闲的时候,将记录更新到磁盘。
InnoDB 的 redo log 是 固定大小 的,且 循环写入。
修改如下两个参数,需要重启服务。
innodb_log_file_size
: 设置 redo log 大小,默认值 48 MB。
innodb_log_files_in_group
:设置 redo log 个数,默认值 2。官网:https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/innodb-redo-log.html#innodb-redo-log-file-reconfigure
redo log 的写入过程如下:
redo log 有两个指针,write pos 和 checkpoint。 write pos 是当前记录的位置,一边写一边后移,checkpoint 是当前要擦除的位置,也是往后推移并且循环的,擦除记录前要把记录更新到数据文件。write pos 和 checkpoint 之间的是还空着的部分,可以用来记录新的操作。如果 write pos 追上 checkpoint,表示 redo log 满了,此时,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。
innodb_flush_log_at_trx_commit 这个参数设置成 1 的时候,表示每次事务的 redo log 都直接持久化到磁盘。这个参数设置成 1,这样可以保证 MySQL 异常重启之后数据不丢失。
bin log - server 层
归档日志 binlog 是所有 Mysql 引擎通用的日志系统,用来记录更新逻辑。
特点:binlog 是逻辑日志,追加写入不会覆盖以前的日志。
sync_binlog 这个参数设置成 1 的时候,表示每次事务的 binlog 都持久化到磁盘。这个参数建议设置成 1,这样可以保证 MySQL 异常重启之后 binlog不丢失。
redo log 和 bin log 不同
这两种日志有以下三点不同。
1、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。
2、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 ”。
3、redo log 是循环写的,空间固定会用完;binlog 是可以追加写入的。“追加写”是指 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。
更新语句执行过程
例:将id为2的数据行中的c字段加1。(InnoDB)
1、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。
2、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。
3、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。
4、执行器生成这个操作的 binlog,并把 binlog 写入磁盘。
5、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。
下图为 update 语句的执行流程图,图中浅色框表示是在 InnoDB 内部执行的,深色框表示是在执行器中执行的。
将 redo log 的写入拆成了两个步骤:prepare 和 commit,这就是"两阶段提交"。
两阶段提交
为什么必须有“两阶段提交”呢? 之所以使用两阶段提交,目的是为了让 binlog 与 redo log在逻辑上处于一致,这样当需要通过 binlog 做数据恢复时保证数据的一致性和正确性。
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