一條sql更新語句是如何執行的
之前經常聽DBA的同事說，mysql可以恢復到半個月內任意1秒的狀態，驚歎的同時，你是不是你不免有一些好奇，這是怎麼做到的呢？
我們還是從一張表的一條更新語句說起，下面是這個表的創建語句，這個表有一個主鍵ID和一個整型字段C
mysql> create table T （ID int primary key,c int）
如果要將ID=2這一行的值加上1，SQL語句就會這麼寫：
mysql> update T set c=c+1 where ID=2
前面介紹了SQL語句基本的執行鏈路.這裏更新語句同樣適用
你執行語句之前要先連接數據庫，這是連接器的工作。
前面我們說過，在一個表上有更新的時候，更這個表有關的查詢緩存會失效，所以這條語句就會把T表上所有的緩存結果清空，這也是我們一般不使用查詢緩存的原因。
接下來，分析器會通過詞法分析，語法分析解析知道這是一條更新沿語句，優化器決定要使用ID這個索引。然後執行器負責具體執行，找到這一行然後更新。
與查詢流程不一樣的是更新流程還涉及到兩個重要的日誌模塊，它們是今天要討論的主角 redo log(重做日誌）binlog(歸檔日誌)。如果接觸Mysql這兩個詞肯定是繞不過的。接下來分介紹這兩種日誌
重要的日誌模塊 ：redo log
不知道你還記不記得《孔乙己》這篇文章，酒店掌櫃有一個粉板，專門用來記錄客人的賒賬記錄，如果賒賬的人不多，那麼t她可以把顧客名和賬目寫在粉板上。但如果賒賬的人多了，粉板總會有記不下的時候，這時候掌櫃一定還有一個專門記錄賒賬的賬本。
如果有人要賒賬或者還賬的時候，掌櫃一般有兩種做法：
一種做法是直接把賬本翻出來，把這個賒賬的記錄加上去或者刪除掉：
另一種做法是先在粉本上記下這次的賬，等打烊後再把賬本翻出來覈算。
在生意紅火櫃檯很忙時，掌櫃一定會選擇後者，因爲前者操作實在是太麻煩了。首先你得找到這個人賒賬的總額那條記錄。你想想看密密麻麻幾十頁，掌櫃要找到那個名字，還得帶上老花鏡慢慢找，找到之後再拿出來盤算計算，然後再將結果寫回到賬本上。
這個過程想想都麻煩。相比之下，還是先在粉本上記一下方便。你想想如果掌櫃沒有粉板的幫助，每次記賬都得翻賬本，效率是不是低的讓人難以忍受？
同樣在Mysql裏也有這個問題，如果每一次的更新操作都需要寫進磁盤，然後磁盤也要找到那條對應的記錄，然後再更新，整個過程IO成本，查找成本都很高。爲了解決這個問題， Mysql的設計者就用了類似酒店掌櫃粉板的思路來提升更新效率。
而粉板和賬本配合的整個過程，其實就是mysql裏常說WAL技術，WAL的全稱是Write-Ahead Loging 它的關鍵是先寫日誌 再寫磁盤 也就是先寫粉板 等不忙的時候再寫賬本
具體來說，當一條記錄需要更新的時候，InnoDB引擎就會先把記錄寫到redo log(粉板)裏面，並更新內存，這個時候更新就算是完成了。同時InnoDB 引擎會在適當的時候，將這個記錄更新到磁盤裏，而這個更新往往是在系統比較空閒的時候做，這就像打烊之後老闆做的事。
如果今天賒賬不多，掌櫃可以等打烊之後再整理，但如果某天賒賬特別多，粉板寫滿了又怎麼辦呢？和時候掌櫃只好放下手中的活，把粉板的一部分記錄更新到賬本中，然後把這些記錄從粉板上擦掉，爲記新賬騰出空間
與此類似,InnoDB的redo log是固定大小的，比如可以配置一組4個文件，每個文件打大小1GB，那麼這塊“粉板‘總共就可以記錄4GB的操作。從頭開始寫，寫到末尾又回到開頭循環寫 如圖所示：
write pos是記錄當前位置，一邊寫一邊往後移，寫到第三號文件的末尾就回到0號文件開頭。
checkpoint 是當前要擦除的位置，也是往後推移並且循環的，擦除記錄前要把記錄更新到數據文件
write pos和checkpoint之間的是“粉板”還空着的部分，可以用來記錄新的操作。如果write pos追上 checkpoint 表示粉板已經滿了，這個時候不能再執行新的更新，得停下來先擦掉一些記錄，把checkpint推進一下。
有了redo log ，innoDB就可以保證即使數據庫發生異常重啓，之前提交的記錄不會丟失，這個能力被稱爲 crash-sale
要理解 crash-safe這個概念，可以想想我們前面賒賬的例子。只要賒賬記錄在粉本上或者寫在了賬本上，之後即使掌櫃忘記了，比如突然停業幾天，恢復生意後依然可以通過賬本和粉板上的數據明確賒賬 賬目
重要日誌模塊 binlog
前面講過，Mysql整體來看其實就兩塊，一塊是Server層 它主要做的是mysql功能層面的事情；還有一塊是引擎層，負責存儲相關的具體事宜。上面我們聊到的粉板redo log是InnoDB引擎特有的日誌，而Server層也有自己的日誌，稱爲binlog(歸檔日誌)
我想你肯定會問會什麼會有兩種日誌呢？
因爲最開始Mysql裏面並沒有InnoDB引擎.Mysql自帶的引擎是Mylsam,但是Mylsam沒有crash-safe的能力，binlog日誌只用于歸檔。而InnoDB是另一個公司以插件的形式引入Mysql的既然只依靠binlog是沒有crash-safe能力的，所以innoDB使用另外一套日誌系統–也就是rodo log來實現crash-safe 能力
這兩種日誌有以下三點不同
1.redo log是innodb 引擎層特有的；binlog是Mysql的Server層實現的，所有引擎都可以使用。
2.redo log是物理日誌，記錄的是在“某個數據頁上做了什麼修改”；binlog是邏輯日誌，記錄的是這個語句的原始邏輯，比如給ID=2這一行的C字段+1
3.redo log是循環寫的，空間固定會用完；binlog是可以追加寫入的。“追加寫”是指binlog寫到一定大小就會切換下一個，並不會覆蓋以前的日誌。
有了對這兩個日誌概念性的理解 我們來看下執行器和InnoDB引擎在執行這個簡單的update語句時的內部流程
1.執行器先找到引擎取 ID=2 這一行。ID是主鍵，引擎直接用樹搜索到這一行。如果ID=2這一行所在的數據頁本來就在內存中，就直接返回給執行器；否則需要先從磁盤讀入內存，然後返回
2.執行器 拿到引擎給的行數據 把這個值加上1，比如原來是N，新的一行是N+1 得到新的一行的數據，在調用引擎接口寫入這行新數據。
3.引擎將這行新數據更新到內存中，同時將這個更新記錄操作記錄到redolog裏面。此時redo log處於prepare 狀態。然後告知執行器 執行完了，隨時可以提交事務。
4.執行器 生成這個操作的binlog 並把binlog寫入磁盤。
5。執行器 調用提交事務的接口，引擎把剛剛寫入的redo log提交（commit）狀態更新完成
綠色表示在執行器中執行 藍色表示在InnoDB存儲引擎中執行
你可能注意到，最後三步有點“繞”。將reloglog的寫入拆成了兩個步驟：prepare和commit 這就是“”兩階段提交
兩階段提交
爲什麼必須有“兩階段提交”呢？這就是爲了讓兩份日誌間的邏輯一致。要說明這個問題。我們得從？文章開頭的那個問題說起：怎麼樣讓數據恢復到半個月內任意一秒的狀態？
前面我們說過，binlog會記錄所有的邏輯操作，採用的是“追加寫的”形式，如果你的DBA承諾說半個月內可以恢復，那麼備份系統中一定會保存最近半個月的所有binlog ,同時系統會定期做整庫備份。這裏“定期”取決於定期的重要性。可以一天一備，也可以一天一備。
當需要恢復到指定的某一秒時，比如某天下午兩點發現中午十二點有一次誤刪表，需要找回數據，那你可以這麼做：
首先，找到最近一份的全量備份，如果你運氣好，可能就是昨晚的一個備份，從這個備份恢復到臨時庫
然後從備份時間點開始，將備份的binlog依次取出來，重放到中午誤刪表之前的那個時刻
這樣你的臨時庫就跟誤刪之前的線上庫一樣了，然後你可以把表數據從臨時庫取出來，按需要恢 復到線上庫去
好了，說完了數據恢復過程，我們回來說說，爲什麼日誌需要“兩階段提交”。這裏不妨用反證法 來進行解釋。
由於redo log和binlog是兩個獨立的邏輯，如果不用兩階段提交，要麼就是先寫完redo log再寫 binlog，或者採用反過來的順序。我們看看這兩種方式會有什麼問題。
仍然用前面的update語句來做例子。假設當前ID=2的行，字段c的值是0，再假設執行update語 句過程中在寫完第一個日誌後，第二個日誌還沒有寫完期間發生了crash，會出現什麼情況呢？
- 先先寫寫rreeddoo lloogg後後寫寫bbiinnlloogg。假設在redo log寫完，binlog還沒有寫完的時候，MySQL進程異 常重啓。由於我們前面說過的，redo log寫完之後，系統即使崩潰，仍然能夠把數據恢復回 來，所以恢復後這一行c的值是1。 但是由於binlog沒寫完就crash了，這時候binlog裏面就沒有記錄這個語句。因此，之後備份 日誌的時候，存起來的binlog裏面就沒有這條語句。 然後你會發現，如果需要用這個binlog來恢復臨時庫的話，由於這個語句的binlog丟失，這 個臨時庫就會少了這一次更新，恢復出來的這一行c的值就是0，與原庫的值不同。
- 先先寫寫bbiinnlloogg後後寫寫rreeddoo lloogg。如果在binlog寫完之後crash，由於redo log還沒寫，崩潰恢復以 後這個事務無效，所以這一行c的值是0。但是binlog裏面已經記錄了“把c從0改成1”這個日 志。所以，在之後用binlog來恢復的時候就多了一個事務出來，恢復出來的這一行c的值就是 1，與原庫的值不同。
可以看到，如果不使用“兩階段提交”，那麼數據庫的狀態就有可能和用它的日誌恢復出來的庫的 狀態不一致。 你可能會說，這個概率是不是很低，平時也沒有什麼動不動就需要恢復臨時庫的場景呀？ 其實不是的，不只是誤操作後需要用這個過程來恢復數據。當你需要擴容的時候，也就是需要再 多搭建一些備庫來增加系統的讀能力的時候，現在常見的做法也是用全量備份加上應用binlog來 實現的，這個“不一致”就會導致你的線上出現主從數據庫不一致的情況。 簡單說，redo log和binlog都可以用於表示事務的提交狀態，而兩階段提交就是讓這兩個狀態保 持邏輯上的一致。