Undo log

Undo Log介绍

Undo：意为撤销或取消，以撤销操作为目的，将数据返回到某个状态的操作（有点类似ctrl+z）。

Undo Log：数据库事务开始之前，会将要修改的记录存放到 Undo 日志里，当事务回滚时或者数
据库崩溃时，可以利用 Undo 日志，撤销未提交事务对数据库产生的影响。

Undo Log产生和销毁：Undo Log在事务开始前产生；事务在提交时，并不会立刻删除Undo
Log，innodb会将该事务对应的undo log放入到删除列表中，后面会通过后台线程purge thread进
行回收处理。Undo Log属于逻辑日志，记录一个变化过程。例如执行一个delete语句，Undo Log会记
录一个insert语句；执行一个update语句，Undo Log会记录一个相反的update语句。

Undo Log存储：Undo Log采用段的方式管理和记录。在innodb数据文件中包含一种rollback
segment回滚段，内部包含1024个Undo Log segment。

可以通过下面一组参数来控制Undo log存
储：

mysql> show variables like '%innodb_undo%';
+--------------------------+-------+
| Variable_name            | Value |
+--------------------------+-------+
| innodb_undo_directory    | ./    |
| innodb_undo_log_truncate | OFF   |
| innodb_undo_logs         | 128   |
| innodb_undo_tablespaces  | 0     |
+--------------------------+-------+

Undo Log作用

实现事务的原子性

Undo Log 是为了实现事务的原子性而出现的产物。事务处理过程中，如果出现了错误或者用户执
行了 ROLLBACK 语句，MySQL 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。

实现多版本并发控制（MVCC）

Undo Log 在MySQL InnoDB存储引擎中用来实现多版本并发控制。事务未提交之前，Undo Log
保存了未提交之前的版本数据，Undo Log 中的数据可作为数据旧版本快照供其他并发事务进行快
照读。

在这里插入图片描述

事务A手动开启事务，执行更新操作，首先会把更新命中的数据备份到Undo Buffer中。

事务B手动开启事务，执行查询操作，会读取Undo日志数据返回，进行快照读，这样可以实现事务隔离级别的读已提交。

Redo log

Redo Log介绍

Redo：顾名思义就是重做。以恢复操作为目的，在数据库发生意外时重现操作（类似ctrl+y）。

Redo Log：指事务中修改的任何数据，将最新的数据备份存储的位置（Redo Log），被称为重做
日志。

Redo Log的生成和释放：随着事务操作的执行，就会生成Redo Log，在事务提交时会将产生
Redo Log写入Log Buffer，并不是随着事务的提交就立刻写入磁盘文件。等事务操作的脏页写入
到磁盘之后，Redo Log的使命也就完成了，Redo Log占用的空间就可以重用（被覆盖写入）。

Redo Log工作原理

Redo Log 是为了实现事务的持久性而出现的产物。防止在发生故障的时间点，尚有脏页未写入表
的IBD文件中，在重启MySQL服务的时候，根据Redo Log进行重做，从而达到事务的未入磁盘
数据进行持久化这一特性。

在这里插入图片描述

疑问：事务提交后直接刷盘不就好了，为什么还要记录一份数据到redo log中呢，redo log也得刷盘后才能保证事务成功？

事务提交后表数据的刷盘与redo log数据的刷盘同样都是IO操作，表数据的刷盘是随机IO，而redo log数据的刷盘是顺序IO，顺序IO比随机IO更快。

Redo Log写入机制

Redo Log文件内容是以顺序循环的方式写入文件，写满时则回溯到第一个文件，进行覆盖写。

在这里插入图片描述

如图所示：

write pos是当前记录的位置，一边写一边后移，写到最后一个文件末尾后就回到 0 号文件开
头；
checkpoint是当前要擦除的位置，也是往后推移并且循环的，擦除记录前要把记录更新到数
据文件；

write pos和checkpoint之间还空着的部分，可以用来记录新的操作。如果write pos追上
checkpoint，表示写满，这时候不能再执行新的更新，得停下来先擦掉一些记录，把checkpoint
推进一下。

Redo Log相关配置参数

每个InnoDB存储引擎至少有1个重做日志文件组（group），每个文件组至少有2个重做日志文
件，默认为ib_logfile0和ib_logfile1。可以通过下面一组参数控制Redo Log存储：

mysql> show variables like '%innodb_log%';
+-----------------------------+----------+
| Variable_name               | Value    |
+-----------------------------+----------+
| innodb_log_buffer_size      | 16777216 |
| innodb_log_checksums        | ON       |
| innodb_log_compressed_pages | ON       |
| innodb_log_file_size        | 50331648 |
| innodb_log_files_in_group   | 2        |
| innodb_log_group_home_dir   | ./       |
| innodb_log_write_ahead_size | 8192     |
+-----------------------------+----------+

在这里插入图片描述

Redo Buffer持久化到Redo Log的策略，可通过innodb_flush_log_at_trx_commit设置：

0：每秒提交 Redo buffer ->OS cache -> flush cache to disk，可能丢失一秒内的事务数
据。由后台Master线程每隔 1秒执行一次操作。
1（默认值）：每次事务提交执行 Redo Buffer -> OS cache -> flush cache to disk，最安
全，性能最差的方式。
2：每次事务提交执行 Redo Buffer -> OS cache，然后由后台Master线程再每隔1秒执行OS
cache -> flush cache to disk 的操作。

一般建议选择取值2，因为MySQL 挂了数据没有损失，整个服务器挂了才会损失1秒的事务提交数
据。

mysql> show variables like '%Innodb_flush_log_at_trx_commit%';
+--------------------------------+-------+
| Variable_name                  | Value |
+--------------------------------+-------+
| innodb_flush_log_at_trx_commit | 1     |
+--------------------------------+-------+