02.日志系统：一条SQL更新语句是如何执行的？

Z时代
2024-01-10
分类：综合

database

我们还是从一个表的一条更新语句说起，我们创建下面一张表：

create table T(ID int primary key, c int);

如果要将ID=2这一行c的值加1，SQL可以这么写：

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

前一篇文章介绍过SQL语句基本的执行链路，可以确认的说，查询语句的那一套流程，更新语句也是同样会走一遍。在执行语句前要先连接数据库，这是连接器的工作。接下来，分析器会通过词法和语法解析知道这是一条更新语句，优化器决定要使用ID这个索引。然后执行器负责具体执行，找到这一行，然后更新。

与查询流程不一样的是，更新流程还涉及两个重要的日志模块：redo log(重做日志)和binlog(归档日志)。

redo log

MySQL里面经常说到的WAL技术的全称是Write-Ahead Logging,它的关键点就是行写日志再写磁盘。具体来说，当有一条记录需要更新的时候，InnoDB引擎会先把记录写到redo log里面，并更新内存，这个时候更新就算完成了。同时InnoDB引擎会在适当的时候，将这个操作记录更新到磁盘里面，而这个更新往往是在系统比较闲的时候做。

InnoDB的redo log是固定在小的，比如可以配置为一组4个文件，每个文件的大小是1GB,那么总共就可以记录4GB的操作，如图所示：

从头开始写，写到末尾又回到开头循环写，write pos是当前记录的位置，一边写一边后移，写到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，擦出记录前要把记录更新到数据文件中。如果write pos追上checkpoint，这个时候不能再执行新的更新，得停下来先擦除一些记录，把checkpoint推进一下。

有了redo log,InnoDB就可以保证即使在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

MySQL整体来看，其实就两块：一块是Server层，它主要做的是MySQL功能层面的事情；还有一块就是引擎层，负面存储相关的具体事宜，上面说到的redo log是InnoDB引擎特有的日志，而Server层也有自己的日志，称为binlog。

为什么会有两份日志呢？因为最开始MySQL并没有InnoDb引擎，MySQL自带的引擎是MyISAM,但MyISAM并没有crash-safe能力，binlog日志只能用于归档。

redo log日志和binlog日志有以下3个不同点：

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。

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+1"。

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文件写到一定的大小后会切换到下一个，并不会覆盖以前的日志。

那么执行一个简单的update语句的内部流程如下：

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，然后返回。

执行器拿到引擎返回的行数据，把这个值+1，行到新的一行数据，再调用引擎接口写入这行新数据。

引擎将这行数据更新到内存中，同时将这个更新操作记录到redo log里面，此时redo log处理prepare状态，然后告知执行器执行完了，随时可以提交事务。

执行器生成这条操作的binlog，并把binlog写入磁盘。

执行器调用引擎的提交事务接口，引擎把刚刚写入redo log改成提交（commit）状态，更新完成。

将redo log的写入折成了两个步骤：prepare和commit,这就是“两阶段提交”。

两阶段提交

先写redo log 后写binlog。假设在redo log写完后，binlog还没有写完的时候，MySQL进程异常重启，根据redo log恢复回来后这一行数据c=1，但由于binlog没有写完就crash了，这个时候binglog里面就没有这条更新语句，如果需要用这个binlog来恢复临时库的话，这个临时库就会少一次更新，恢复出来的数据c=0。