詳解MySQL的重做日誌(redo log),回滾日誌(undo log)及二進制日誌(binlog)

MySQL中有六種五種日誌文件,分別是:重做日誌(redo log)、回滾日誌(undo log)、二進制日誌(binlog)、錯誤日誌(errorlog)、慢查詢日誌(slow query log)、一般查詢日誌(general log),中繼日誌(relay log)。
其中重做日誌和回滾日誌與事務操作息息相關,二進制日誌也與事務操作有一定的關係,這三種日誌,對理解MySQL中的事務操作有着重要的意義。

這裏簡單總結一下這三者具有一定相關性的日誌。
 
重做日誌(redo log)

作用:
  確保事務的持久性。
  防止在發生故障的時間點,尚有髒頁未寫入磁盤,在重啓mysql服務的時候,根據redo log進行重做,從而達到事務的持久性這一特性。
內容:
  物理格式的日誌,記錄的是物理數據頁面的修改的信息,其redo log是順序寫入redo log file的物理文件中去的。
什麼時候產生:
  事務開始之後就產生redo log,redo log的落盤並不是隨着事務的提交才寫入的,而是在事務的執行過程中,便開始寫入redo log文件中。
什麼時候釋放:
  當對應事務的髒頁寫入到磁盤之後,redo log的使命也就完成了,重做日誌佔用的空間就可以重用(被覆蓋)。
對應的物理文件:
  默認情況下,對應的物理文件位於數據庫的data目錄下的ib_logfile1&ib_logfile2
  innodb_log_group_home_dir 指定日誌文件組所在的路徑,默認./ ,表示在數據庫的數據目錄下。
  innodb_log_files_in_group 指定重做日誌文件組中文件的數量,默認2
  關於文件的大小和數量,由一下兩個參數配置
  innodb_log_file_size 重做日誌文件的大小。
  innodb_mirrored_log_groups 指定了日誌鏡像文件組的數量,默認1
其他:
  很重要一點,redo log是什麼時候寫盤的?前面說了是在事物開始之後逐步寫盤的。
  之所以說重做日誌是在事務開始之後逐步寫入重做日誌文件,而不一定是事務提交才寫入重做日誌緩存,
  原因就是,重做日誌有一個緩存區Innodb_log_buffer,Innodb_log_buffer的默認大小爲8M(這裏設置的16M),Innodb存儲引擎先將重做日誌寫入innodb_log_buffer中。

  

  然後會通過以下三種方式將innodb日誌緩衝區的日誌刷新到磁盤
  1,Master Thread 每秒一次執行刷新Innodb_log_buffer到重做日誌文件。
  2,每個事務提交時會將重做日誌刷新到重做日誌文件。
  3,當重做日誌緩存可用空間 少於一半時,重做日誌緩存被刷新到重做日誌文件
  由此可以看出,重做日誌通過不止一種方式寫入到磁盤,尤其是對於第一種方式,Innodb_log_buffer到重做日誌文件是Master Thread線程的定時任務。
  因此重做日誌的寫盤,並不一定是隨着事務的提交才寫入重做日誌文件的,而是隨着事務的開始,逐步開始的。
  另外引用《MySQL技術內幕 Innodb 存儲引擎》(page37)上的原話:
  即使某個事務還沒有提交,Innodb存儲引擎仍然每秒會將重做日誌緩存刷新到重做日誌文件。
  這一點是必須要知道的,因爲這可以很好地解釋再大的事務的提交(commit)的時間也是很短暫的。


回滾日誌(undo log)

作用:
  保存了事務發生之前的數據的一個版本,可以用於回滾,同時可以提供多版本併發控制下的讀(MVCC),也即非鎖定讀

內容:
  邏輯格式的日誌,在執行undo的時候,僅僅是將數據從邏輯上恢復至事務之前的狀態,而不是從物理頁面上操作實現的,這一點是不同於redo log的。

什麼時候產生:
  事務開始之前,將當前是的版本生成undo log,undo 也會產生 redo 來保證undo log的可靠性

什麼時候釋放:
  當事務提交之後,undo log並不能立馬被刪除,
  而是放入待清理的鏈表,由purge線程判斷是否由其他事務在使用undo段中表的上一個事務之前的版本信息,決定是否可以清理undo log的日誌空間。

對應的物理文件:
  MySQL5.6之前,undo表空間位於共享表空間的回滾段中,共享表空間的默認的名稱是ibdata,位於數據文件目錄中。
  MySQL5.6之後,undo表空間可以配置成獨立的文件,但是提前需要在配置文件中配置,完成數據庫初始化後生效且不可改變undo log文件的個數
  如果初始化數據庫之前沒有進行相關配置,那麼就無法配置成獨立的表空間了。
  關於MySQL5.7之後的獨立undo 表空間配置參數如下
  innodb_undo_directory = /data/undospace/ --undo獨立表空間的存放目錄
  innodb_undo_logs = 128 --回滾段爲128KB
  innodb_undo_tablespaces = 4 --指定有4個undo log文件

  如果undo使用的共享表空間,這個共享表空間中又不僅僅是存儲了undo的信息,共享表空間的默認爲與MySQL的數據目錄下面,其屬性由參數innodb_data_file_path配置。
  

其他:
  undo是在事務開始之前保存的被修改數據的一個版本,產生undo日誌的時候,同樣會伴隨類似於保護事務持久化機制的redolog的產生。
  默認情況下undo文件是保持在共享表空間的,也即ibdatafile文件中,當數據庫中發生一些大的事務性操作的時候,要生成大量的undo信息,全部保存在共享表空間中的。
  因此共享表空間可能會變的很大,默認情況下,也就是undo 日誌使用共享表空間的時候,被“撐大”的共享表空間是不會也不能自動收縮的。
  因此,mysql5.7之後的“獨立undo 表空間”的配置就顯得很有必要了。

二進制日誌(binlog):

作用:
  1,用於複製,在主從複製中,從庫利用主庫上的binlog進行重播,實現主從同步。
  2,用於數據庫的基於時間點的還原。
內容:
  邏輯格式的日誌,可以簡單認爲就是執行過的事務中的sql語句。
  但又不完全是sql語句這麼簡單,而是執行的sql語句(增刪改)反向的信息,
  也就意味着delete對應着delete本身和其反向的insert;update對應着update執行前後的版本的信息;insert對應着delete和insert本身的信息。
  在使用mysqlbinlog解析binlog之後一些都會真相大白。
  因此可以基於binlog做到類似於Oracle的閃回功能,其實都是依賴於binlog中的日誌記錄。

什麼時候產生:
  事務提交的時候,一次性將事務中的sql語句(一個事物可能對應多個sql語句)按照一定的格式記錄到binlog中。
  這裏與redo log很明顯的差異就是redo log並不一定是在事務提交的時候刷新到磁盤,redo log是在事務開始之後就開始逐步寫入磁盤。
  因此對於事務的提交,即便是較大的事務,提交(commit)都是很快的,但是在開啓了bin_log的情況下,對於較大事務的提交,可能會變得比較慢一些。
  這是因爲binlog是在事務提交的時候一次性寫入的造成的,這些可以通過測試驗證。

什麼時候釋放:
  binlog的默認是保持時間由參數expire_logs_days配置,也就是說對於非活動的日誌文件,在生成時間超過expire_logs_days配置的天數之後,會被自動刪除。
  

對應的物理文件:
  配置文件的路徑爲log_bin_basename,binlog日誌文件按照指定大小,當日志文件達到指定的最大的大小之後,進行滾動更新,生成新的日誌文件。
  對於每個binlog日誌文件,通過一個統一的index文件來組織。

 

其他:
  二進制日誌的作用之一是還原數據庫的,這與redo log很類似,很多人混淆過,但是兩者有本質的不同
  1,作用不同:redo log是保證事務的持久性的,是事務層面的,binlog作爲還原的功能,是數據庫層面的(當然也可以精確到事務層面的),雖然都有還原的意思,但是其保護數據的層次是不一樣的。
  2,內容不同:redo log是物理日誌,是數據頁面的修改之後的物理記錄,binlog是邏輯日誌,可以簡單認爲記錄的就是sql語句
  3,另外,兩者日誌產生的時間,可以釋放的時間,在可釋放的情況下清理機制,都是完全不同的。

  關於事務提交時,redo log和binlog的寫入順序,爲了保證主從複製時候的主從一致(當然也包括使用binlog進行基於時間點還原的情況),是要嚴格一致的,
  MySQL通過兩階段提交過程來完成事務的一致性的,也即redo log和binlog的一致性的,理論上是先寫redo log,再寫binlog,兩個日誌都提交成功(刷入磁盤),事務纔算真正的完成。 

總結:

  MySQL中,對於以上三種日誌,每一種細化起來都可以夠寫一個章節的,這裏粗略地總結了一下三種日誌的一些特點和作用,以幫助理解MySQL中的事物以及事物背後的原理。 

參考:《MySQL技術內幕 Innodb 存儲引擎》 PDF 下載見 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-06/86413.htm

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章