redo log && binlog

当数据插入或者更新到数据库时, MySQL 必做的事就是写日志, redo log（重做日志）和 binlog（归档日志）.

redo log (InnoDB 特有)

在 MySQL 里, 如果每一次的更新操作都需要写进磁盘，整个过程 IO 成本、查找成本就会很高, 为了解决这个问题，MySQL 采用了 WAL (Write-Ahead Logging) 技术.

当数据需要更新时, 先写日志，再写磁盘, 并发量高时, 先写日志会显著提升写效率, 在系统比较空闲的时候再把 redo log 写入磁盘.

InnoDB 的 redo log 是固定大小的, 比如可以配置为一组 4 个文件，每个文件的大小是 1GB，那么这块“粉板”总共就可以记录 4GB 的操作。 从头开始写，写到末尾就又回到开头循环写，如下面这个图所示。

redo log 工作示意图

write pos 是当前记录的位置，一边写一边后移，写到第 3 号文件末尾后就回到 0 号文件开头。 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“粉板”上还空着的部分，可以用来记录新的操作。 如果 write pos 追上 checkpoint，表示“粉板”满了，这时候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。

有了 redo log，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，这个能力称为crash-safe。

binlog

redo log 是 InnoDB 引擎特有的日志, Server 层也有自己的日志，称为 binlog.

  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。

两种日志是怎么工作的?

专指 InnoDB

再执行一条 update SQL 时 MySQL 的内部流程

  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。

update 语句执行流程

两阶段提交

在 update 语句执行流程 中, 将 redo log 的写入拆成了两个步骤：prepare 和 commit，这就是"两阶段提交"。

为什么日志需要“两阶段提交” ? 因为 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。举两种极端情况

  1. 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。

由于我们前面说过的，redo log 写完之后，系统即使崩溃，仍然能够把数据恢复回来，所以恢复后这一行 c 的值是 1。 但是由于 binlog 没写完就 crash 了，这时候 binlog 里面就没有记录这个语句。

因此，之后备份日志的时候，存起来的 binlog 里面就没有这条语句。

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。

  1. 先写 binlog 后写 redo log

如果在 binlog 写完之后 crash，由于 redo log 还没写，崩溃恢复以后这个事务无效，所以这一行 c 的值是 0。

但是 binlog 里面已经记录了“把 c 从 0 改成 1”这个日志。

所以，在之后用 binlog 来恢复的时候就多了一个事务出来，恢复出来的这一行 c 的值就是 1，与原库的值不同。

redo log 和 binlog 相关配置项

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, 这样可以保证 MySQL 异常重启之后数据不丢失。

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， 这样可以保证 MySQL 异常重启之后 binlog 不丢失。

执行计划基础架构