mysql-innodb的事务日志

【参考书籍：mysql技术内幕 INNODB存储引擎】【参考了一些博客内容】

事务的隔离性由锁机制来实现，事务的原子性，一致性，持久性通过INNODB的redo log和undo log来完成。

redo log：称为重做日志，用来保证事务的原子性和持久性。

undo log：用来保证事务的一致性。

二者的区别：

undo log：记录某数据修改之前的值，可以用来在事务失败时，进行rollback。undo是逻辑日志，根据每行记录进行记录。

redo log：用于记录某数据被修改之后的值，用来恢复未写入datafile，但是已经成功commit的数据。redo log通常是物理日志，记录的是页的物理修改操作。

redo 日志：

重做日志用来实现事务的持久性，有两部分组成：第一：是内存中的重做日志缓冲，易丢失；第二：重做日志文件，是持久性的。

redo log日志的产生 

为了最大程度避免数据写入时io瓶颈带来的性能问题，MySQL采用了这样一种缓存机制：当query修改数据库内数据时，InnoDB先将该数据从磁盘读取到内存中，修改内存中的数据拷贝，并将该修改行为持久化到磁盘上的事务日志（先写redo log buffer，再定期批量写入），而不是每次都直接将修改过的数据记录到硬盘内，等事务日志持久化完成之后，内存中的脏数据可以慢慢刷回磁盘，称之为Write-Ahead Logging。事务日志采用的是追加写入，顺序io会带来更好的性能优势。

为了避免脏数据刷回磁盘过程中，掉电或系统故障带来的数据丢失问题，InnoDB采用事务日志（redo log）来解决该问题

 

undo log日志产生：

为了满足事务的原子性，在操作任何数据之前，首先将数据备份到Undo Log，然后进行数据的修改。如果出现了错误或者用户执行了ROLLBACK语句，系统可以利用Undo Log中的备份将数据恢复到事务开始之前的状态。与redo log不同的是，磁盘上不存在单独的undo log文件，它存放在数据库内部的一个特殊段(segment)中，这称为undo段(undo segment)，undo段位于共享表空间内。

通过一个实例说明undo log与redo log的用法：

 

例如某一事务的事务序号为T1，其对数据X进行修改，设X的原值是5，修改后的值为15，那么Undo日志为<T1, X, 5>，Redo日志为<T1, X, 15>。

 

也有把undo和redo结合起来的做法，叫做Undo/Redo日志，在这个例子中Undo/Redo日志为<T1, X, 5, 15>。

当用户生成一个数据库事务时，undo log buffer会记录被修改的数据的原始值，redo会记录被修改的数据的更新后的值。

redo日志应首先持久化在磁盘上，然后事务的操作结果才写入db buffer，（此时，内存中的数据和data file对应的数据不同，我们认为内存中的数据是脏数据），db buffer再选择合适的时机将数据持久化到data file中。这种顺序可以保证在需要故障恢复时恢复最后的修改操作。先持久化日志的策略叫做Write Ahead Log，即预写日志。

在很多系统中，undo日志并非存到日志文件中，而是存放在数据库内部的一个特殊段中。本文中就把这些存储行为都泛化为undo日志存储到undo log file中。

对于某事务T，在log file的记录中必须开始于事务开始标记（比如“start T”），结束于事务结束标记（比如“end T”、”commit T”）。在系统恢复时，如果在log file中某个事务没有事务结束标记，那么需要对这个事务进行undo操作，如果有事务结束标记，则redo。

在db buffer中的内容写入磁盘数据库文件之前，应当把log buffer的内容写入磁盘日志文件。

有一个问题，redo log buffer和undo log buffer存储的事务数量是多少，是按照什么规则将日志写入log file？如果存储的事务数量都是1个，也就意味着是将日志立即刷入磁盘，那么数据的一致性很好保证。在执行事T时，突然断电，如果未对磁盘上的redo log file发生追加操作，可以把这个事务T看做未成功。如果redo log file被修改，则认为事务是成功了，重启数据库使用redo log恢复数据到db buffer和 data file即可。

如果存储多个的话，其实也挺好解释的。就是db buffer写入data file之前，先把日志写入log file。这种方式可以减少磁盘IO，增加吞吐量。不过，这种方式适用于一致性要求不高的场合。因为如果出现断电等系统故障，log buffer、db buffer中的完成的事务会丢失。以转账为例，如果用户的转账事务在这种情况下丢失了，这意味着在系统恢复后用户需要重新转账。

 

 

幂等性：

在日志文件中的操作记录应该具有幂等性。幂等性，就是说同一个操作执行多次和执行一次，结果是一样的。例如，5*1 = 5*1*1*1，所以对5的乘1操作具有幂等性。日志文件在故障恢复中，可能会回放多次（比如第一次回放到一半时系统断电了，不得不再重新回放），如果操作记录不满足幂等性，会造成数据错误。

【本篇博文参考多遍博文】

https://blog.csdn.net/kobejayandy/article/details/50885693

https://blog.csdn.net/chenlvzhou/article/details/40537839

等等