MySQL重做日志（redo log）

2020 年 12 月 5 日
筆記
MySQL

前面介绍了三种日志：error log、slow log、binlog，这三种都是 Server 层的。今天的 redo log 是 InnoDB引擎专有的日志文件。

为什么要有 redo log

用个酒店掌柜记账的例子说明 redo log的作用。

酒店掌柜有一个粉板，专门用来记录客人的赊账记录。如果赊账的人不多，那么他可以把顾客名和账目写在板上。但如果赊账的人多了，粉板总会有记不下的时候，这个时候掌柜一定还有一个专门记录赊账的账本

如果有人要赊账或者还账的话，掌柜一般有两种做法：

直接翻开账本记录（直接写磁盘）
先记在粉板（redo log）上，等空闲时再记录到账本（磁盘）上

当生意火爆时，不停有人来要赊账或者还账（更新操作），如果掌柜还是用第一种做法，由于记到账本上需要查找记录（随机读）那就会出现大量的人（更新操作）在等待，会影响工作（阻塞）。

第二种做法，先记在粉板上，空闲时再写回账本。因为记粉板的速度是很快的，就能大量处理赊账或者还账，当掌柜（MySQL）没那么忙的时候，就把粉板上的内容记到账本上。但如果粉板（redo log）写满了，那这时候掌柜（MySQL）就要停下工作，先去把粉板（redo log）的内容写回账本（磁盘）。

两种做法的区别是：

第一种是要找到记录后更新，这里涉及随时读，而随时读是很费时间的
第二种是记在日志上，这是顺序写的，而顺序写是很快的

因此MySQL采用第二种做法，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（粉板）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，这就像打烊以后掌柜做的事。

这就是WAL（Write-Ahead Logging），先写日志，再写磁盘。

与粉板类似，redo log 也是有固定大小的。比如可以配置为一组4个文件，每个文件的大小是1GB，那么这块“粉板”总共就可以记录4GB的操作。从头开始写，写到末尾就又回到开头循环写，如下面这个图所示。

两个指针：

write pos是当前记录的位置
checkpoint是当前要擦除的位置

有了 redo log，InnoDB 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。

如何写入

下面以一条Update语句来介绍 binlog 是如何记录的。这里在 binlog 里也有介绍过。

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

取得 ID=2 这一行（通过内存或磁盘读取）
这行的 c 值加1
更新到内存
写入 redo log（处于 prepare 阶段）
写 binlog
提交事务（处于 commit 状态）

两阶段提交

上面的流程采用了两阶段提交，那为什么要采用两阶段提交呢？是为了让 binlog 和 redo log 之间的逻辑一致。

我们假设一下上面的 update 语句在执行的每个时刻，MySQL 崩溃了，看一下两个日志间的逻辑是如何保持一致的。

假设在步骤4前，MySQL崩溃重启，那么事务提交失败，不会影响数据。虽然更新了内存，但崩溃后，内存会丢失。
假设在步骤4完成后崩溃，此时已经写入 redo log 了，重启后，发现 redo log 处于 prepare 阶段，就不恢复。
假设在步骤5完成后崩溃，此时已经写入 binlog 了，重启后，发现 binlog 已经写入了，就把对应的 redo log 改为 commit 状态。

这样就能保证 redo log 和 binlog 的逻辑一致性。

两阶段提交是跨系统维持数据逻辑一致性时常用的一个方案。

如何使用

这里要介绍一下 redo log 里非常重要的一个参数：innodb_flush_log_at_trx_commit。

innodb_flush_log_at_trx_commit=0 表示提交事务的时候，不立即把 redo log buffer 里的数据刷入磁盘文件的，而是依靠 InnoDB 的主线程每秒执行一次刷新到磁盘。此时可能你提交事务了，结果 mysql 宕机了，然后此时内存里的数据全部丢失。

innodb_flush_log_at_trx_commit=1 表示提交事务的时候，就必须把 redo log 从内存刷入到磁盘文件里去，只要事务提交成功，那么 redo log 就必然在磁盘里了。注意，因为操作系统的“延迟写”特性，此时的刷入只是写到了操作系统的缓冲区中，因此执行同步操作才能保证一定持久化到了硬盘中。

innodb_flush_log_at_trx_commit=2 表示提交事务的时候，把 redo 日志写入磁盘文件对应的 os cache 缓存里去，而不是直接进入磁盘文件，可能 1 秒后才会把 os cache 里的数据写入到磁盘文件里去。

如何选择

对数据丢失很敏感，设置为1，保证写到磁盘上。但性能较差。
对数据不太敏感，设置为0或2，性能较好。但可能会丢失1秒的数据。

如何查看和设置

通过以下命令查看当前 innodb_flush_log_at_trx_commit 的值是多少：

mysql> select @@innodb_flush_log_at_trx_commit;
+----------------------------------+
| @@innodb_flush_log_at_trx_commit |
+----------------------------------+
|                                1 |
+----------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

在 /etc/mysql/my.cnf 文件里设置 innodb_flush_log_at_trx_commit 选项：

#/etc/mysql/my.cnf
innodb_flush_log_at_trx_commit=1

修改后，重启 MySQL 服务即可。

redo log 与 binlog 的区别

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
redo log 是循环写的，空间固定会用完；binlog 是可以追加写入的。

参考资料

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