MySQL 日志相关知识总结

数据库中用于存储数据的文件称为data file,日志文件称为log file。此外,如果每次读写都是直接访问磁盘,性能很差,所以数据库是有缓存的,数据缓存是data buffer,日志缓存log buffer。

sql执行顺序

当我们执行一条更新语句时,比如 update table set c=c+1 where id = 2,执行顺序如下:

  • 执行器通过存储引擎获取id=2的行记录。如果id=2的行记录所在的数据页已经在内存中,则直接返回;否则,需要从磁盘读取数据
  • 执行器拿到返回的行数据,把字段c的值+1,得到新的行数据,然后调用存储引擎接口写入行数据
  • 引擎把这行数据更新到内存,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。然后告诉执行器执行完成,随时可以提交事务
  • 执行器生成这个操作的bin log,并把bin log写入磁盘
  • 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commit状态,更新完成

补充:MySQL的基本存储结构是页(记录都存在页里边),所以MySQL是先把这条记录所在的页找到,然后把该页加载到内存中,再修改对应的记录。

bin log

是什么

bin log称为归档日志、二进制日志,属于MySQL Server层面的,用于记录数据库表结构和表数据的变更,可以简单理解为存储每条变更的sql语句,比如insert、delete、update(当然,不仅是sql,还有事务id,执行时间等等)。

什么时候产生

事务提交的时候,一次性将事务中的sql语句按照一定格式记录到bin log

有什么用

主要有两个作用:主从复制和恢复数据

  • 目前大部分数据库架构都是一主多从,从服务器通过访问主服务器的bin log,保证数据一致性
  • bin log记录数据库的变更,可以通过它恢复数据

什么时候落盘

区分innodb_flush_log_at_trx_commit和sync_binlog

​ 二进制日志取决于sync_binlog参数

  • 0:事务提交后,由操作系统决定什么时候把缓存刷新到磁盘(性能最好,安全性最差)
  • 1:每提交一次事务,调用一次fsync将缓存写入到磁盘(安全性最好,性能最差)
  • n:当提交n次事务后,调用一次fsync将缓存写入到磁盘

文件记录模式

bin log有三种文件记录模式,分别是row、statement、mixed

  • row(row-based replication,PBR):记录每一行数据的修改情况

优点:能够清楚记录每行数据修改细节,能够完全保证主从数据一致性

缺点:批量操作时会产生大量的日志,比如alter table

  • statement:记录每条修改数据的sql,可认为sql语句复制

优点:日志数据量小,减少磁盘IO,提高存储和恢复速度

缺点:在某些情况下会出现主从不一致,比如sql语句中包含**now()**等函数

  • mixed:上面两种模式的混合,MySQL会根据sql语句选择写入模式,一般使用statement模式保存bin log,对于statement模式无法复制的操作,使用row模式保存bin log。

redo log

是什么

redo log称为重做日志,属于InnoDB存储引擎层的日志,记录物理页的修改信息,而不是某一行或几行修改成什么样

什么时候产生

事务开始,就会写入redo log。redo log写入到磁盘并不是随着事务提交才写入,而是在事务执行过程中,就已经写入到磁盘

有什么用

可用于恢复数据。redo log是在事务开始后就写入到磁盘,且是顺序IO,写入速度较快。如果服务器突然掉电,InnoDB引擎会使用redo log把数据库恢复到掉电前的时刻,保证数据的完整性

什么时候落盘

InnoDB先把日志写到缓冲区(log buffer),然后再把日志从log buffer刷到os buffer,最后调用文件系统的fsync函数将日志刷新到磁盘。重做日志写入时机由参数innodb_flush_log_at_trx_commit决定

  • 0:每秒一次,把log buffer写入os buffer,并调用fsync刷到磁盘
  • 1:每次提交事务时,把log buffer写入os buffer,并调用fsync刷到磁盘
  • 2:每次提交事务时,只是写入到os buffer,然后每秒一次调用fsync将日志刷新到磁盘

一般取值为2,因为即使MySQL宕机,数据也没有丢失。只有整个服务器挂了,才损失1秒的数据

bin log VS redo log

看了以上的介绍,感觉bin log和redo log很像,都是记录数据变更,可用于恢复。其实,它们还是有明显区别的。

  • bin log属于MySQL Server层面的,redo log属于InnoDB存储引擎层面
  • bin log是逻辑日志,记录的是sql语句的原始逻辑;redo log是物理日志,记录的是物理页面更新的内容
  • bin log是追加写,文件达到限制后会更换下个文件,不会覆盖;redo log是循环写,文件大小固定,写满就重头开始写,覆盖原来的内容
  • bin log作用是主从复制和恢复数据,当数据库被删除、或者从库同步主库数据时,由于bin log记录变更数据的sql,所以可通过bin log恢复。而redo log作用是持久化,当发生服务器宕机或者掉电等情况,数据丢失,可以通过redo log恢复。
  • bin log是提交事务时才写入磁盘,而redo log在开启事务时,就开始写入到磁盘

如果整个数据库被删除,可以通过redo log恢复吗?

不行!因为redo log侧重点是保存某次事务的数据变更,当内存中的数据刷到磁盘后,redo log的数据其实已经没有参考价值。此外,redo log会覆盖历史数据,也不可能通过它来恢复所有数据。

undo log

详细分析MySQL事务日志

是什么

undo log称为回滚日志,属于InnoDB存储引擎层,是逻辑日志,记录每行数据。当我们变更数据时,就会产生undo log,可以认为insert一条数据,undo log会记录一条对应的delete日志,反之亦然。

什么时候产生

在事务开始前,将当前版本生成undo log

有什么用

主要作用:提供回滚和多版本并发控制(MVCC)

  • 回滚:当需要rollback时,从undo log的逻辑记录读取相应的内容进行回滚
  • MVCC:undo log记录中存储的是旧版本数据,当一个事务需要读取数据时,会顺着undo链找到满足其可见性的记录

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