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没想到MySQL还会问这些...

前言

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在前一阵子,大哥问过我:”你知道MySQL的原子性是怎么保证的吗“。我懵逼了,MySQL怎么保证原子性?我不会啊。

谁都知道在事务里边原子性的意思:”一个事务包含多个操作,这些操作要么全部执行,要么全都不执行

于是大哥就给我讲:”用的就是 undo log 啊“。

我:”卧槽,又是知识盲区“

后来在网上翻了一下,MySQL里边还有几种常见的log,分别为:

  • undo log
  • binlog
  • redo log

如果你也未曾关注过这些log,麻烦在评论区给我留个言,让我觉得不是只有我一个人这么菜,行不行

后来我又去搜了一下,其实这几种log在面试的时候也经常会问到,这篇文章以最简单的方式来讲讲,希望对大家有帮助。

一、什么是binlog

binlog其实在日常的开发中是听得很多的,因为很多时候数据的更新就依赖着binlog

举个很简单的例子:我们的数据是保存在数据库里边的嘛,现在我们对某个商品的某个字段的内容改了(数据库变更),而用户检索的出来数据是走搜索引擎的。为了让用户能搜到最新的数据,我们需要把引擎的数据也改掉。

一句话:数据库的变更,搜索引擎的数据也需要变更

于是,我们就会监听binlog的变更,如果binlog有变更了,那我们就需要将变更写到对应的数据源。

什么是binlog

binlog记录了数据库表结构和表数据变更,比如update/delete/insert/truncate/create。它不会记录select(因为这没有对表没有进行变更)

binlog长什么样?

binlog我们可以简单理解为:存储着每条变更的SQL语句(当然从下面的图看来看,不止SQL,还有XID「事务Id」等等)

binlog一般用来做什么

主要有两个作用:复制和恢复数据

  • MySQL在公司使用的时候往往都是一主多从结构的,从服务器需要与主服务器的数据保持一致,这就是通过binlog来实现的
  • 数据库的数据被干掉了,我们可以通过binlog来对数据进行恢复。

因为binlog记录了数据库表的变更,所以我们可以用binlog进行复制(主从复制)和恢复数据。

二、什么是redo log

假设我们有一条sql语句:

update user_table set name='java3y' where id = '3'
复制代码

MySQL执行这条SQL语句,肯定是先把id=3的这条记录查出来,然后将name字段给改掉。这没问题吧?

实际上Mysql的基本存储结构是(记录都存在页里边),所以MySQL是先把这条记录所在的找到,然后把该页加载到内存中,将对应记录进行修改。

现在就可能存在一个问题:如果在内存中把数据改了,还没来得及落磁盘,而此时的数据库挂了怎么办?显然这次更改就丢了。

如果每个请求都需要将数据立马落磁盘之后,那速度会很慢,MySQL可能也顶不住。所以MySQL是怎么做的呢?

MySQL引入了redo log,内存写完了,然后会写一份redo log,这份redo log记载着这次在某个页上做了什么修改

其实写redo log的时候,也会有buffer,是先写buffer,再真正落到磁盘中的。至于从buffer什么时候落磁盘,会有配置供我们配置。

redo log也是需要写磁盘的,但它的好处就是顺序IO(我们都知道顺序IO比随机IO快非常多)。

所以,redo log的存在为了:当我们修改的时候,写完内存了,但数据还没真正写到磁盘的时候。此时我们的数据库挂了,我们可以根据redo log来对数据进行恢复。因为redo log是顺序IO,所以写入的速度很快,并且redo log记载的是物理变化(xxxx页做了xxx修改),文件的体积很小,恢复速度很快

三、binlog和redo log

看到这里,你可能会想:binlogredo log 这俩也太像了吧,都是用作”恢复“的。

其实他俩除了"恢复"这块是相似的,很多都不一样,下面看我列一下。

存储的内容

binlog记载的是update/delete/insert这样的SQL语句,而redo log记载的是物理修改的内容(xxxx页修改了xxx)。

所以在搜索资料的时候会有这样的说法:redo log 记录的是数据的物理变化binlog 记录的是数据的逻辑变化

功能

redo log的作用是为持久化而生的。写完内存,如果数据库挂了,那我们可以通过redo log来恢复内存还没来得及刷到磁盘的数据,将redo log加载到内存里边,那内存就能恢复到挂掉之前的数据了。

binlog的作用是复制和恢复而生的。

  • 主从服务器需要保持数据的一致性,通过binlog来同步数据。
  • 如果整个数据库的数据都被删除了,binlog存储着所有的数据变更情况,那么可以通过binlog来对数据进行恢复。

又看到这里,你会想:”如果整个数据库的数据都被删除了,那我可以用redo log的记录来恢复吗?“不能

因为功能的不同,redo log 存储的是物理数据的变更,如果我们内存的数据已经刷到了磁盘了,那redo log的数据就无效了。所以redo log不会存储着历史所有数据的变更,文件的内容会被覆盖的

binlog和redo log 写入的细节

redo log是MySQL的InnoDB引擎所产生的。

binlog无论MySQL用什么引擎,都会有的。

InnoDB是有事务的,事务的四大特性之一:持久性就是靠redo log来实现的(如果写入内存成功,但数据还没真正刷到磁盘,如果此时的数据库挂了,我们可以靠redo log来恢复内存的数据,这就实现了持久性)。

上面也提到,在修改的数据的时候,binlog会记载着变更的类容,redo log也会记载着变更的内容。(只不过一个存储的是物理变化,一个存储的是逻辑变化)。那他们的写入顺序是什么样的呢?

redo log事务开始的时候,就开始记录每次的变更信息,而binlog是在事务提交的时候才记录。

于是新有的问题又出现了:我写其中的某一个log,失败了,那会怎么办?现在我们的前提是先写redo log,再写binlog,我们来看看:

  • 如果写redo log失败了,那我们就认为这次事务有问题,回滚,不再写binlog
  • 如果写redo log成功了,写binlog,写binlog写一半了,但失败了怎么办?我们还是会对这次的事务回滚,将无效的binlog给删除(因为binlog会影响从库的数据,所以需要做删除操作)
  • 如果写redo logbinlog都成功了,那这次算是事务才会真正成功。

简单来说:MySQL需要保证redo logbinlog数据是一致的,如果不一致,那就乱套了。

  • 如果redo log写失败了,而binlog写成功了。那假设内存的数据还没来得及落磁盘,机器就挂掉了。那主从服务器的数据就不一致了。(从服务器通过binlog得到最新的数据,而主服务器由于redo log没有记载,没法恢复数据)
  • 如果redo log写成功了,而binlog写失败了。那从服务器就拿不到最新的数据了。

MySQL通过两阶段提交来保证redo logbinlog的数据是一致的。

过程:

  • 阶段1:InnoDBredo log 写盘,InnoDB 事务进入 prepare 状态

  • 阶段2:binlog 写盘,InooDB 事务进入 commit 状态

  • 每个事务binlog的末尾,会记录一个 XID event,标志着事务是否提交成功,也就是说,恢复过程中,binlog 最后一个 XID event 之后的内容都应该被 purge。

四、什么是undo log

undo log有什么用?

undo log主要有两个作用:回滚和多版本控制(MVCC)

在数据修改的时候,不仅记录了redo log,还记录undo log,如果因为某些原因导致事务失败或回滚了,可以用undo log进行回滚

undo log主要存储的也是逻辑日志,比如我们要insert一条数据了,那undo log会记录的一条对应的delete日志。我们要update一条记录时,它会记录一条对应相反的update记录。

这也应该容易理解,毕竟回滚嘛,跟需要修改的操作相反就好,这样就能达到回滚的目的。因为支持回滚操作,所以我们就能保证:“一个事务包含多个操作,这些操作要么全部执行,要么全都不执行”。【原子性】

因为undo log存储着修改之前的数据,相当于一个前版本,MVCC实现的是读写不阻塞,读的时候只要返回前一个版本的数据就行了。

最后

这篇文章把binlog /redo log/undo log最核心的知识给讲了,还有一些细节性的东西可以自行去补充(比如binlog有几种的模式,以及文章提到的刷盘策略等等)

如果觉得学到了,请给我个赞行不行。

参考资料:

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