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MySQL到底有几种日志类型需要我们记住?

发表于:2018-06-27 作者:MSSQL123 来源:博客园

本文作者粗略地总结了 MySQL 三种日志的一些特点和作用,以帮助大家理解 MySQL 中的事物以及事物背后的原理。

MySQL中有七种日志文件,分别是:

  • 重做日志(redo log)
  • 回滚日志(undo log)
  • 二进制日志(binlog)
  • 错误日志(errorlog)
  • 慢查询日志(slow query log)
  • 一般查询日志(general log)
  • 中继日志(relay log)

其中重做日志和回滚日志与事务操作息息相关,二进制日志也与事务操作有一定的关系,这三种日志,对理解 MySQL 中的事务操作有着重要的意义。这里简单总结一下这三个具有一定相关性的日志。

重做日志(redo log)
作用




重做日志(redo log)的作用是确保事务的持久性,防止在发生故障的时间点,尚有脏页未写入磁盘。

在重启 MySQL 服务的时候,根据 redo log 进行重做,从而达到事务的持久性这一特性。

内容


物理格式的日志,记录的是物理数据页面修改的信息,其 redo log 是顺序写入 redo log file 的物理文件中去的。

什么时候产生


事务开始之后就产生 redo log,redo log 的落盘并不是随着事务的提交才写入的,而是在事务的执行过程中,便开始写入 redo log 文件中。

什么时候释放


当对应事务的脏页写入到磁盘之后,redo log 的使命也就完成了,重做日志占用的空间就可以重用(被覆盖)。

对应的物理文件


默认情况下,对应的物理文件位于数据库的 data 目录下的 ib_logfile1&ib_logfile2。

innodb_log_group_home_dir 指定日志文件组所在的路径,默认./ ,表示在数据库的数据目录下,innodb_log_files_in_group 指定重做日志文件组中文件的数量,默认为 2。

关于文件的大小和数量,由以下两个参数配置:

  • innodb_log_file_size 重做日志文件的大小。
  • innodb_mirrored_log_groups 指定了日志镜像文件组的数量,默认 1。

其他


很重要一点,redo log 是什么时候写盘的?前面说了是在事物开始之后逐步写盘的。

之所以说重做日志是在事务开始之后逐步写入重做日志文件,而不一定是事务提交才写入重做日志缓存。

原因就是,重做日志有一个缓存区 Innodb_log_buffer,Innodb_log_buffer 的默认大小为 8M(这里设置的 16M),Innodb 存储引擎先将重做日志写入 innodb_log_buffer 中。

然后会通过以下三种方式将 Innodb 日志缓冲区的日志刷新到磁盘:

  • Master Thread 每秒一次执行刷新 Innodb_log_buffer 到重做日志文件。
  • 每个事务提交时会将重做日志刷新到重做日志文件。
  • 当重做日志缓存可用空间少于一半时,重做日志缓存被刷新到重做日志文件。

由此可以看出,重做日志通过不止一种方式写入到磁盘,尤其是对于第一种方式,Innodb_log_buffer 到重做日志文件是 Master Thread 线程的定时任务。

因此重做日志的写盘,并不一定是随着事务的提交才写入重做日志文件的,而是随着事务的开始,逐步开始的。

另外引用《MySQL技术内幕 Innodb 存储引擎》(page37)上的原话:

即使某个事务还没有提交,Innodb 存储引擎仍然每秒会将重做日志缓存刷新到重做日志文件。

这一点是必须要知道的,因为这可以很好地解释再大的事务提交(commit)的时间也是很短暂的。

回滚日志(undo log)


作用


保存了事务发生之前的数据的一个版本,可以用于回滚,同时可以提供多版本并发控制下的读(MVCC),也即非锁定读。

内容


逻辑格式的日志,在执行 undo 的时候,仅仅是将数据从逻辑上恢复至事务之前的状态,而不是从物理页面上操作实现的,这一点是不同于 redo log 的。

什么时候产生


事务开始之前,将当前时的版本生成 undo log,undo 也会产生 redo 来保证 undo log 的可靠性。

什么时候释放


当事务提交之后,undo log 并不能立马被删除,而是放入待清理的链表,由 purge 线程判断是否由其他事务在使用 undo 段中表的上一个事务之前的版本信息,决定是否可以清理 undo log 的日志空间。

对应的物理文件


MySQL 5.6 之前,undo 表空间位于共享表空间的回滚段中,共享表空间的默认名称是 ibdata,位于数据文件目录中。

MySQL 5.6 之后,undo 表空间可以配置成独立的文件,但是提前需要在配置文件中配置,完成数据库初始化后生效且不可改变 undo log 文件的个数。

如果初始化数据库之前没有进行相关配置,那么就无法配置成独立的表空间了。

关于 MySQL 5.7 之后的独立 undo 表空间配置参数如下:

  • innodb_undo_directory = /data/undospace/ –undo 独立表空间的存放目录
  • innodb_undo_logs = 128 –回滚段为 128KB
  • innodb_undo_tablespaces = 4 –指定有 4 个 undo log 文件

如果 undo 使用的共享表空间,这个共享表空间中又不仅仅是存储了 undo 的信息,共享表空间将默认位于 MySQL 的数据目录下面,其属性由参数 innodb_data_file_path 配置。

其他


undo 是在事务开始之前保存的被修改数据的一个版本,产生 undo 日志的时候,同样会伴随类似于保护事务持久化机制的 redolog 的产生。

默认情况下 undo 文件是保持在共享表空间的,也即 ibdatafile 文件中,当数据库中发生一些大的事务性操作的时候,要生成大量的 undo 信息,全部保存在共享表空间中的。

因此共享表空间可能会变的很大,默认情况下,也就是 undo 日志使用共享表空间的时候,被“撑大”的共享表空间是不会也不能自动收缩的。

因此,MySQL 5.7 之后的“独立 undo 表空间”的配置就显得很有必要了。

二进制日志(binlog)


作用


用于复制,在主从复制中,从库利用主库上的 binlog 进行重播,实现主从同步;用于数据库基于时间点的还原。

内容


逻辑格式的日志,可以简单认为就是执行过的事务中的 SQL 语句,但又不完全是 SQL 语句这么简单。

它包括了执行的 SQL 语句(增删改)反向的信息,也就意味着 delete 对应着 delete 本身和其反向的 insert;update 对应着 update 执行前后的版本的信息;insert 对应着 delete 和 insert 本身的信息。

在使用 MySQLbinlog 解析 binlog 之后一些都会真相大白。因此可以基于 binlog 做到类似于 Oracle 的闪回功能,其实都是依赖于 binlog 中的日志记录。

什么时候产生


事务提交的时候,一次性将事务中的 SQL 语句(一个事物可能对应多个 SQL 语句)按照一定的格式记录到 binlog 中。

这里与 redo log 很明显的差异就是 redo log 并不一定是在事务提交的时候刷新到磁盘,redo log 是在事务开始之后就开始逐步写入磁盘。

因此对于事务的提交,即便是较大的事务,提交(commit)都是很快的,但是在开启了 bin_log 的情况下,对于较大事务的提交,可能会变得比较慢一些。

这是因为 binlog 是在事务提交的时候一次性写入造成的,这些可以通过测试验证。

什么时候释放


binlog 默认是保持时间由参数 expire_logs_days 配置,也就是说对于非活动的日志文件,在生成时间超过 expire_logs_days 配置的天数之后,会被自动删除。

对应的物理文件


配置文件的路径为 log_bin_basename,binlog 日志文件按照指定大小,当日志文件达到指定的最大的大小之后,进行滚动更新,生成新的日志文件。

对于每个 binlog 日志文件,通过一个统一的 index 文件来组织。

其他


二进制日志的作用之一是还原数据库,这与 redo log 很类似,很多人混淆过,但是两者有本质的不同:

  • 作用不同:redo log 是保证事务的持久性的,是事务层面的;binlog 作为还原的功能,是数据库层面的(当然也可以精确到事务层面的)。虽然都有还原的意思,但是其保护数据的层次是不一样的。
  • 内容不同:redo log 是物理日志,是数据页面修改之后的物理记录,binlog 是逻辑日志,可以简单认为记录的就是 SQL 语句。
  • 另外,两者日志产生的时间、可以释放的时间,在可释放的情况下清理机制,都是完全不同的。
  • 恢复数据时候的效率,基于物理日志的 redo log 恢复数据的效率要高于语句逻辑日志的 binlog。

关于事务提交时,redo log 和 binlog 的写入顺序,为了保证主从复制时候的主从一致(当然也包括使用 binlog 进行基于时间点还原的情况),是要严格一致的。

MySQL 通过两阶段提交过程来完成事务的一致性的,也即 redo log 和 binlog 的一致性,理论上是先写 redo log,再写 binlog,两个日志都提交成功(刷入磁盘),事务才算真正的完成。

总结


MySQL 中,对于以上三种日志,每一种细化起来都可以够写一个章节的,这里粗略地总结了一下三种日志的一些特点和作用,以帮助理解 MySQL 中的事物以及事物背后的原理。

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