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沒想到MySQL還會問這些…

2020 年 3 月 10 日
筆記

前言

文本已收錄至我的GitHub精選文章，歡迎Star：https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y

在前一陣子，大哥問過我：」你知道MySQL的原子性是怎麼保證的嗎「。我懵逼了，MySQL怎麼保證原子性？我不會啊。

誰都知道在事務裡邊原子性的意思：」一個事務包含多個操作，這些操作要麼全部執行，要麼全都不執行「

於是大哥就給我講：」用的就是 undo log 啊「。

我：」卧槽，又是知識盲區「

後來在網上翻了一下，MySQL裡邊還有幾種常見的log，分別為：

undo log
binlog
redo log

如果你也未曾關注過這些log，麻煩在評論區給我留個言，讓我覺得不是只有我一個人這麼菜，行不行？

後來我又去搜了一下，其實這幾種log在面試的時候也經常會問到，這篇文章以最簡單的方式來講講，希望對大家有幫助。

一、什麼是binlog

binlog其實在日常的開發中是聽得很多的，因為很多時候數據的更新就依賴著binlog。

舉個很簡單的例子：我們的數據是保存在資料庫裡邊的嘛，現在我們對某個商品的某個欄位的內容改了（資料庫變更），而用戶檢索的出來數據是走搜索引擎的。為了讓用戶能搜到最新的數據，我們需要把引擎的數據也改掉。

一句話：資料庫的變更，搜索引擎的數據也需要變更。

於是，我們就會監聽binlog的變更，如果binlog有變更了，那我們就需要將變更寫到對應的數據源。

什麼是binlog？

binlog記錄了資料庫表結構和表數據變更，比如update/delete/insert/truncate/create。它不會記錄select（因為這沒有對錶沒有進行變更）

binlog長什麼樣？

binlog我們可以簡單理解為：存儲著每條變更的SQL語句（當然從下面的圖看來看，不止SQL，還有XID「事務Id」等等）

binlog一般用來做什麼

主要有兩個作用：複製和恢複數據

MySQL在公司使用的時候往往都是一主多從結構的，從伺服器需要與主伺服器的數據保持一致，這就是通過binlog來實現的
資料庫的數據被幹掉了，我們可以通過binlog來對數據進行恢復。

因為binlog記錄了資料庫表的變更，所以我們可以用binlog進行複製（主從複製)和恢複數據。

二、什麼是redo log

假設我們有一條sql語句：

update user_table set name='java3y' where id = '3'

MySQL執行這條SQL語句，肯定是先把id=3的這條記錄查出來，然後將name欄位給改掉。這沒問題吧？

實際上Mysql的基本存儲結構是頁(記錄都存在頁裡邊)，所以MySQL是先把這條記錄所在的頁找到，然後把該頁載入到記憶體中，將對應記錄進行修改。

現在就可能存在一個問題：如果在記憶體中把數據改了，還沒來得及落磁碟，而此時的資料庫掛了怎麼辦？顯然這次更改就丟了。

如果每個請求都需要將數據立馬落磁碟之後，那速度會很慢，MySQL可能也頂不住。所以MySQL是怎麼做的呢？

MySQL引入了redo log，記憶體寫完了，然後會寫一份redo log，這份redo log記載著這次在某個頁上做了什麼修改。

其實寫redo log的時候，也會有buffer，是先寫buffer，再真正落到磁碟中的。至於從buffer什麼時候落磁碟，會有配置供我們配置。

寫redo log也是需要寫磁碟的，但它的好處就是順序IO（我們都知道順序IO比隨機IO快非常多）。

所以，redo log的存在為了：當我們修改的時候，寫完記憶體了，但數據還沒真正寫到磁碟的時候。此時我們的資料庫掛了，我們可以根據redo log來對數據進行恢復。因為redo log是順序IO，所以寫入的速度很快，並且redo log記載的是物理變化（xxxx頁做了xxx修改），文件的體積很小，恢復速度很快。

三、binlog和redo log

看到這裡，你可能會想：binlog和redo log 這倆也太像了吧，都是用作」恢復「的。

其實他倆除了"恢復"這塊是相似的，很多都不一樣，下面看我列一下。

存儲的內容

binlog記載的是update/delete/insert這樣的SQL語句，而redo log記載的是物理修改的內容（xxxx頁修改了xxx）。

所以在搜索資料的時候會有這樣的說法：redo log 記錄的是數據的物理變化，binlog 記錄的是數據的邏輯變化

功能

redo log的作用是為持久化而生的。寫完記憶體，如果資料庫掛了，那我們可以通過redo log來恢復記憶體還沒來得及刷到磁碟的數據，將redo log載入到記憶體裡邊，那記憶體就能恢復到掛掉之前的數據了。

binlog的作用是複製和恢復而生的。

主從伺服器需要保持數據的一致性，通過binlog來同步數據。
如果整個資料庫的數據都被刪除了，binlog存儲著所有的數據變更情況，那麼可以通過binlog來對數據進行恢復。

又看到這裡，你會想：」如果整個資料庫的數據都被刪除了，那我可以用redo log的記錄來恢復嗎？「不能

因為功能的不同，redo log 存儲的是物理數據的變更，如果我們記憶體的數據已經刷到了磁碟了，那redo log的數據就無效了。所以redo log不會存儲著歷史所有數據的變更，文件的內容會被覆蓋的。

binlog和redo log 寫入的細節

redo log是MySQL的InnoDB引擎所產生的。

binlog無論MySQL用什麼引擎，都會有的。

InnoDB是有事務的，事務的四大特性之一：持久性就是靠redo log來實現的（如果寫入記憶體成功，但數據還沒真正刷到磁碟，如果此時的資料庫掛了，我們可以靠redo log來恢復記憶體的數據，這就實現了持久性）。

上面也提到，在修改的數據的時候，binlog會記載著變更的類容，redo log也會記載著變更的內容。（只不過一個存儲的是物理變化，一個存儲的是邏輯變化）。那他們的寫入順序是什麼樣的呢？

redo log事務開始的時候，就開始記錄每次的變更資訊，而binlog是在事務提交的時候才記錄。

於是新有的問題又出現了：我寫其中的某一個log，失敗了，那會怎麼辦？現在我們的前提是先寫redo log，再寫binlog，我們來看看：

如果寫redo log失敗了，那我們就認為這次事務有問題，回滾，不再寫binlog。
如果寫redo log成功了，寫binlog，寫binlog寫一半了，但失敗了怎麼辦？我們還是會對這次的事務回滾，將無效的binlog給刪除（因為binlog會影響從庫的數據，所以需要做刪除操作）
如果寫redo log和binlog都成功了，那這次算是事務才會真正成功。

簡單來說：MySQL需要保證redo log和binlog的數據是一致的，如果不一致，那就亂套了。

如果redo log寫失敗了，而binlog寫成功了。那假設記憶體的數據還沒來得及落磁碟，機器就掛掉了。那主從伺服器的數據就不一致了。（從伺服器通過binlog得到最新的數據，而主伺服器由於redo log沒有記載，沒法恢複數據）
如果redo log寫成功了，而binlog寫失敗了。那從伺服器就拿不到最新的數據了。

MySQL通過兩階段提交來保證redo log和binlog的數據是一致的。

過程：

階段1：InnoDBredo log 寫盤，InnoDB 事務進入 prepare 狀態
階段2：binlog 寫盤，InooDB 事務進入 commit 狀態
每個事務binlog的末尾，會記錄一個 XID event，標誌著事務是否提交成功，也就是說，恢復過程中，binlog 最後一個 XID event 之後的內容都應該被 purge。

四、什麼是undo log

undo log有什麼用？

undo log主要有兩個作用：回滾和多版本控制(MVCC)

在數據修改的時候，不僅記錄了redo log，還記錄undo log，如果因為某些原因導致事務失敗或回滾了，可以用undo log進行回滾

undo log主要存儲的也是邏輯日誌，比如我們要insert一條數據了，那undo log會記錄的一條對應的delete日誌。我們要update一條記錄時，它會記錄一條對應相反的update記錄。

這也應該容易理解，畢竟回滾嘛，跟需要修改的操作相反就好，這樣就能達到回滾的目的。因為支援回滾操作，所以我們就能保證：「一個事務包含多個操作，這些操作要麼全部執行，要麼全都不執行」。【原子性】

因為undo log存儲著修改之前的數據，相當於一個前版本，MVCC實現的是讀寫不阻塞，讀的時候只要返回前一個版本的數據就行了。

最後

這篇文章把binlog /redo log/undo log最核心的知識給講了，還有一些細節性的東西可以自行去補充（比如binlog有幾種的模式，以及文章提到的刷盤策略等等）

如果覺得學到了，請給我個贊行不行。

參考資料：

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