MySQL日志系统:SQL更新语句执行揭秘

文章标题:

MySQL日志体系:SQL更新语句执行剖析

文章内容:比如执行这样一条更新语句:

update T set c=c+1 where ID=2;

首先,更新语句的执行会经历查询语句的流程。除此之外,更新操作关联到两个日志模块,分别是redo log和binlog。

redo log

MySQL在进行更新时运用了WAL(预写日志)技术,关键之处在于先记录日志,再将数据写入磁盘。具体而言,当有记录需要更新时,InnoDB引擎会先把记录写入redo log并对内存进行更新,此时更新操作可视为完成。随后,InnoDB会在适当的时候把这个操作记录同步到磁盘中。

InnoDB的redo log是固定大小的,例如可以设置成由4个文件构成,每个文件大小为1GB。它的写入方式是从开头开始写,写到末尾后又会从头开始继续写,如下所示:

MySQL日志系统:SQL更新语句执行揭秘

这里,write pos代表当前记录的位置,check point代表当前要擦除的位置。当记录被更新到磁盘时,check point会向前移动;当有新的更新操作需要记录时,write pos会向前移动。

所以,有可能出现write pos追上check point的情况。这时候就不能进行新的更新操作,需要先把一部分记录同步到磁盘。

有了redo log,InnoDB能够保证即便数据库发生异常重启,之前提交的记录也不会丢失,这种能力被称作crash-safe

当设置innodb_flush_log_at_trx_commit=1时,意味着每次事务的redo log都会直接持久化到磁盘。推荐采用这种设置,如此一来可以确保MySQL异常重启后数据不会丢失。

binlog

redo log是InnoDB引擎专有的日志,而binlog是Server层的日志。最初,由于MySQL自带的引擎是MyISAM,不具备crash-safe能力,所以引入InnoDB后,同时使用这两种日志。binlog的主要作用是用于备份。

当设置sync_binlog=1时,表明每次事务的binlog都会持久化到磁盘。推荐采用这种设置,从而保证MySQL异常重启后binlog不会丢失。

两者的具体区别如下:

  • redo log是InnoDB引擎特有的,而binlog是Server层实现的。
  • redo log属于物理日志,记录“在某个数据页上进行了怎样的修改”;binlog属于逻辑日志,记录这个语句的原始逻辑,比如“给ID=2的行的c字段加1”。
  • redo log是循环写入的,空间固定;binlog是追加写入的,写完一个文件后会接着写下一个文件。

介绍完两个日志的概念后,来看执行器与InnoDB引擎完成前面那条更新语句的流程:

  • 执行器去找到ID=2的那一行,如果该行所在的数据页在内存中,就直接返回给执行器;不然就需要先从磁盘读入数据页再返回。
  • 执行器拿到引擎返回的数据后,进行c+1的操作,得到新的数据。
  • 引擎把新数据更新到内存里,同时把这个更新操作记录到redo log中,此时redo log处于prepare状态。然后告知执行器执行完毕,随时可以提交事务。
  • 执行器生成该操作的binlog,并把binlog写入磁盘。
  • 执行器调用引擎的提交事务接口,引擎把刚写入的redo log改成commit状态,更新完成。

这里redo log的写入分为prepare和commit两个阶段,这就是两阶段提交

为何需要两阶段提交

以之前的更新语句为例,假设ID=2的行中,字段c初始值为0。假设在执行更新过程中,写完第一个日志但还没写完第二个日志时发生了崩溃。

要是不使用两阶段提交,就会出现两种情况:

  • 先写redo log再写binlog。当redo log写完后系统崩溃,依旧能够恢复数据c=1。但binlog中没有记录更新语句,之后用binlog进行备份时,恢复出来的c=0,和原库不一致。
  • 先写binlog再写redo log。当binlog写完后崩溃,由于redo log还没写,崩溃后恢复数据c=0。但因为binlog已写完,之后用binlog进行备份时,恢复出来的c=1,和原库不一致。

也就是说,如果不使用两阶段提交,那么恢复临时库或主从备份时就有可能出现不一致的情况。

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