MySQL实战45讲Day02----一条SQL更新语句是如何执行的之日志系统

一、更新语句的步骤:

        先是连接器连接数据库。然后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。接下来,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,它们正是我们今天要讨论的主角:redo log(重做日志)和 binlog(归档日志)。如果接触MySQL,那这两个词肯定是绕不过的,我后面的内容里也会不断地和你强调。不过话说回来,redo log和binlog在设计上有很多有意思的地方,这些设计思路也可以用到你自己的程序里。

二、redo log(重做日志):

        当有一条记录需要更新的时候,InnoDB引擎就会先把记录写到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空闲的时候做。如果更新的不多,可以等结束后再整理。但如果把特别多,redo log写满了,这个时候redo log中的一部分记录更新到内存中,然后把这些记录从redo log上擦掉,为记新内容腾出空间。

注意:write pos是当前记录的位置。

          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。

        redo log作用:nnoDB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。

        redo log特点:redo log是InnoDB引擎特有的日志。redo log用于保证crash-safe能力。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。这个参数建议设置成1,这样可以保证MySQL异常重启之后数据不丢失。Redo log记录了 “做了什么改动”。

二、binlog(归档日志):

拥有两个日志的原因:因为最开始MySQL里并没有InnoDB引擎。MySQL自带的引擎是MyISAM,但是MyISAM没有crash-safe的能力,binlog日志只能用于归档。而InnoDB是另一个公司以插件形式引入MySQL的,既然只依靠binlog是没有crash-safe能力的,所以InnoDB使用另外一套日志系统——也就是redo log来实现crash-safe能力。

binlog作用:binlog日志只能用于归档。

binlog特点:binlog是Server层特有的的日志。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。。binlog有两种模式,statement 格式的话是记SQL语句, row格式会记录行的内容,记两条,更新前和更新后都有。

三、两种日志的异同点:

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。

四、执行器和InnoDB引擎在执行更新语句(mysql> update T set c=c+1 where ID=2;)时的内部流程:

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。

注意:redo log将写入拆成了两个步骤:prepare和commit,这就是"两阶段提交"。

五;当需要恢复到指定的某一秒时,需要找回数据,操作方法为

首先,找到最近的一次全量备份,从这个备份恢复到临时库;然后,从备份的时间点开始,将备份的binlog依次取出来,重放到误删表之前的那个时刻。这样临时库就跟误删之前的线上库一样了,然后可以把表数据从临时库取出来,按需要恢复到线上库去。

六:日志需要“两阶段提交”的原因:

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。当需要扩容的时候,也就是需要再多搭建一些备库来增加系统的读能力的时候,现在常见的做法也是用全量备份加上应用binlog来实现的。简单说,redo log和binlog都可以用于表示事务的提交状态,而两阶段提交就是让这两个状态保持逻辑上的一致。

七、总结:

正常来说,执行是要commit 才算完,但是崩溃恢复过程的话,当“redo log prepare 并且binlog完整” 的情况时,就可以恢复。

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