現有一張表,建表語句如下:
mysql> create table T(ID int primary key, c int);
如果要將 ID=2 這一行的a字段值加 1,SQL語句會這么寫:
mysql> update T set c =c +1 where ID = 2;
上面這條sql執行時,分析器會通過詞法和語法解析得知這是一條更新語句,優化器決定要使用ID這個索引,然后執行器負責具體執行找到這一行然后更新。
與查詢流程不同的是,更新流程會涉及兩個重要的日志模塊: :redo log
(重做日志)和 binlog
(歸檔日志)
redo log - 記錄物理日志,為InnoDB 引擎獨有
MySQL 中如果每一次的更新操作都需要寫進磁盤,然后磁盤要找到對應的那條記錄,然后再更新,整個過程 IO 成本、查找成本都很高。為了解決這個問題,MySQL 的設計者就用了類似過去酒店掌柜使用粉板記賬的思路(生意紅火柜臺很忙時,先把賬記到粉板上,待不忙或打烊后再根據粉板和賬本記錄更新賬本)來提升更新效率,這個實現方式其實就是 MySQL 里經常說到的 WAL(Write-Ahead Logging)
技術, 它的關鍵點就是先寫日志,再寫磁盤,也就是先寫粉板,等不忙的時候再寫賬本。
即當有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)里面,并更新內存,這個時候更新就算完成了。
redo log 是固定大小的,比如可以配置為一組 4 個文件,每個文件的大小是 1GB,那么這塊“粉板”總共就可以記錄 4GB 的操作。從頭開始寫,寫到末尾就又回到開頭循環寫,如下面這個圖所示:
write pos 是當前記錄的位置,一邊寫一邊后移,寫到第 3 號文件末尾后就回到 0 號文件開頭。checkpoint 是當前要擦除的位置,也是往后推移并且循環的,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”上還空著的部分,可以用來記錄新的操作。如果 write pos 追上 checkpoint,表示“粉板”滿了,這時候不能再執行新的更新,得停下來先擦掉一些記錄,把checkpoint 推進一下。 redo log 使MySQL 具備了crash-safe
的能力。
binlog(歸檔日志)- Server 層邏輯日志
binlog 日志只能用于歸檔,其是MySQL 的 Server 層實現,所有引擎都可以使用。
redo log 與 binlog 的不同
- 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 文件寫到一定大小后會切換到下一個,并不會覆蓋以前的日志。
- redo log 是物理日志,記錄的是“在某個數據頁上做了什么修改”, binlog 記錄的是這個語句的原始邏輯,比如“給 ID=2 這一行的 c 字段加 1 ”
兩階段提交
由于 redo log 和 binlog 是兩個獨立的邏輯,如果不用兩階段提交,要么就是先寫完
redo log 再寫 binlog,或者采用反過來的順序,數據庫的狀態就有可能和用它的日志恢復出來的庫的狀態不一致。
了解完上述知識,回過頭來再看本文前述的更新sql,大體執行流程如下:
- 執行器先找引擎取 ID=2 這一行。ID 是主鍵,引擎直接用樹搜索找到這一行。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,然后再返回。
- 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,現在就是 N+1,得到新的一行數據,再調用引擎接口寫入這行新數據
- 引擎將這行新數據更新到內存中,同時將這個更新操作記錄到 redo log 里面,此時redo log 處于 prepare 狀態。然后告知執行器執行完成了,隨時可以提交事務。
- 執行器生成這個操作的 binlog,并把 binlog 寫入磁盤。
- 執行器調用引擎的提交事務接口,引擎把剛剛寫入的 redo log 改成提交(commit)狀態,更新完成
執行流程圖如下,圖中淺色框表示是在 InnoDB 內部執行的,深色框表示是在執行器中執行的。
參數
innodb_flush_log_at_trx_commit 這個參數設置成1 的時候,表示每次事務的 redo log 都直接持久化到磁盤,這樣可以保證 MySQL 異常重啟之后數據不丟失.
sync_binlog 這個參數設置成 1 的時候,表示每次事務的 binlog 都持久化到磁盤,可以保證 MySQL 異常重啟之后binlog不丟失。