初识 redo log 和 binlog

云惠网小编 2021年6月17日09:32:06
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摘要

redo log
InnoDB 存储引擎是以页为单位来管理存储空间的, 我们的增删改查操作本质上都是在访问页面, 如读取一条数据, 会把这个数据所在的页加载到内存中, 而不仅仅是这条数据本身, 这个页的默认大小是 16KB.
在事务中, 我们有一个特性: 持久性, 指对于一个已提交的事务, 在事务提交后, 即使系统崩溃, 也要保证这个事务对数据库做的更改不会丢失, 那么我们如何保证这一点呢, 有一个简单粗暴的做法就是: 在事务提交之前, 将事务所修改的所有页面都刷新到磁盘, 但这种做法有几个问题:

刷新一个数据页太浪费了, 可能我们只修改了这个数据页中的一个字节, 但 InnoDB 所有操作都是基于页面的, 我们只修改一个字节就要刷新一个 16KB 的页到磁盘上台浪费了.
随机 IO 刷起来比较慢, 一个事务可能包含了很多语句, 即使一条语句, 也可能修改了许多页面, 有可能修改的这些页面并不相邻, 那么这就需要进行很多次随机 IO, 这相对顺序 IO 来说很慢, 尤其对机械硬盘来说.

那么如何解决这个问题呢, InnoDB 采用了 redo log 机制来解决:

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redo log

InnoDB 存储引擎是以页为单位来管理存储空间的, 我们的增删改查操作本质上都是在访问页面, 如读取一条数据, 会把这个数据所在的页加载到内存中, 而不仅仅是这条数据本身, 这个页的默认大小是 16KB.

在事务中, 我们有一个特性: 持久性, 指对于一个已提交的事务, 在事务提交后, 即使系统崩溃, 也要保证这个事务对数据库做的更改不会丢失, 那么我们如何保证这一点呢, 有一个简单粗暴的做法就是: 在事务提交之前, 将事务所修改的所有页面都刷新到磁盘, 但这种做法有几个问题:

  • 刷新一个数据页太浪费了, 可能我们只修改了这个数据页中的一个字节, 但 InnoDB 所有操作都是基于页面的, 我们只修改一个字节就要刷新一个 16KB 的页到磁盘上台浪费了.
  • 随机 IO 刷起来比较慢, 一个事务可能包含了很多语句, 即使一条语句, 也可能修改了许多页面, 有可能修改的这些页面并不相邻, 那么这就需要进行很多次随机 IO, 这相对顺序 IO 来说很慢, 尤其对机械硬盘来说.

那么如何解决这个问题呢, InnoDB 采用了 redo log 机制来解决:

redo logInnodb 存储引擎的特性, 即在更新数据时, 先将更新操作的结果放到 redo log 中, 他存储的是物理日志, 如 将第 0 号表空间的 100 号页面的偏移量为 1000 处的值更新为 2。, 然后过一段时间或待系统空闲时, 一起将多个更新操作在硬盘的数据文件上执行.

不过这个文件是有大小限制的, 当这个文件满的时候, 会删除最先写入的数据.

你可能会问, 写到 redo log 不也是写入到磁盘吗, 这效率会更好吗, 是不是多此一举啊. 其实不是的, 首先每次写入 redo log 的数据是非常小的, 他只记录了这次修改的物理操作. 相较于之前要刷新 1 个或多个 16KB 的页面来说操作的数据量小多了, 而且写 redo log 是顺序 IO, 这整体会快很多.

binlog

binlogMySQL 的功能, 所有存储引擎都可以使用. 记录的是逻辑日志, 如 给 ID = 2 的数据行的 C 字段加 1. 他是追加写入的, 当写到一定大小后, 会切换到写一个文件继续写, 不会覆盖原来的文件. 一般用来做数据库的备份和恢复使用.

两阶段提交

不过既然有两个日志, 那么如何保证不会出现写完 read log, 但还没写 binlog 的时候就宕机了呢, 为了解决这个问题, MySQL 采用了两阶段提交的方式:

  1. 先写入 redo log 状态为 prepare 阶段. (存储引擎层 InnoDB)
  2. binlog (MySQL 服务层)
  3. 提交事务, redo log 状态改为 commit 状态. (存储引擎层 InnoDB)

当系统出现异常宕机时:

  • binlog 有记录,redo log 状态 commit: 正常完成的事务,不需要恢复
  • binlog 有记录,redo log 状态 prepare: 在 binlog 写完提交事务之前的 crash, 恢复操作:提交事务
  • binlog 无记录,redo log 状态 prepare: 在 binlog写完之前的 crash, 恢复操作:回滚事务
  • binlog 无记录,redo log 无记录: 在 redo log 写之前 crash, 恢复操作:回滚事务

相关配置

innodb_flush_log_at_trx_commit 参数设置为 1, 表示每次事务的 redo log 都直接持久化到磁盘, 推荐设置为 1, 这样可以保证 MySQL 异常重启后数据不会丢失.

sync_binlog 参数设置为 1, 表示每次事务的 binlog 都持久化到磁盘, 推荐设置为 1, 这样可以保证 MySQL 异常重启后 binlog 不会丢失.

总结

redo logInnoDB 引擎的特性, 只对使用 InnoDB 引擎的表生效, 记录的是 物理日志, 有大小限制, 他的主要目的是为了保证事务的一致性和提升更新操作的效率.
binlog 是 MySQL 的功能, 所有存储引擎都可以使用, 记录的是 逻辑日志, 没有大小限制, 他的主要目的是用于备份和恢复数据使用.

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