MySQL日志

1. 二进制日志(binary log)

1.1 二进制日志的概念

binary log是逻辑日志。主要记录alter,drop,create,insert,update,delete语句
记录了对mysql数据库的执行更改操作，但是不会记录select,show语句。
但像select,show这种查询语句可以在general_log中查看。

1.2 二进制日志的作用

• 恢复
  用户可以通过二进制日志进行point-in-time恢复
• 复制
  常见于做主从复制
• 审计
  用户可以从二进制日志中看到其他用户在此节点上执行的sql语句操作，判断是不否有对象向数据库注入攻击。

1.3 二进制日志相关参数及作用

1.3.1 max_binlog_size

这个参数的含义是binlog刷写到磁盘的最大文件大小。在mysql 5.0之后是1G。超出则会创建文件,后缀名+1的文件。

1.3.2 binlog_cache_size

此参数会记录所有未提交事务所产生的binlog大小。可以理解它就是一个binlog的缓冲区。当有commit操作时，就会将缓冲区的binlog(binlog cache)刷到binlog 文件。默认是32k. binlog_cache_size是基于会话的。如果当一个用户写入数据所产生的binlog大于binlog_cache_size时，mysql就会将缓冲中的binlog日志写入到临时文件中，所以此值不能设置的太小。

我们可以通过binlog_cache_disk_use和binlog_cache_use判断该binlog_cache_size设置的值是否合适。
binlog_cache_disk_use ： 用于记录binlog采用临时文件存储日志的次数。
binlog_cache_use: 用于记录了使用缓冲写(binlog_cache_size)二进制日志的次数。

1.3.3 sync_binlog

双一参数其中的一个.用于记录binlog刷盘的时机。

• 0： 关闭。
• 1： 开启。表示同步写磁盘的方式来写二进制日志
• 大于1： 表示每写缓冲多少次就同步到磁盘。

当sync_binlog为1时，也会产生数据不一致的情况。

如上图所示：
当使用innodb存储引擎时，commit事物之前，由于sync_binlog=1，且设置的binlog_cache_size也足以容纳update语句所产生的binlog时，这时binlog就会马上刷写到磁盘，而假如在这时server crash，数据库在下次重启时进行恢复，会将update语句所在事务回滚，但是二进制日志已经写入，这就会造成内存和磁盘的数据不一致的情况。可以通过innodb_support_xa=1来解决。

1.3.4 binlog_format

记录binlog的格式。可选择值为STATEMENT,ROW,MIXED.在mysql5.1版本之前，没有这个参数，所有的binlog都是记录的STATEMENT。

• STATEMENT
  二进制日志文件中记录的是SQL语句。

• ROW
  在mysql5.1版本之后，默认是ROW模式，二进制日志文件中记录的是数据的变化，这是逻辑的。一般设置为ROW后，会比设置为statement文件更大。那是因为statement模式记录的只是一条sql语句，例如update t1 set t1.name = 'xx' where t1.id =1;，而row模式，则是将t1表将所有字段都显示出来（需要使用mysqlbinlog工具解析一下）。

• MIXED
  是上面两种模式的混合。MySQL采用默认的STATEMENT模式记录二进制日志，但是在某些情况下，MySQL会采用ROW模式。
  a. 表的引擎为NDB
  b. 使用UUID(),NOW(),CURRENT_USER()等不确定的函数
  c. 使用insert delay语句
  d. 使用了临时表
  e. 使用了用户定义函数(UDF)

1.3.5 binlog_do_db

mysql复制相关参数，表示主库中有哪些库可以同步到从库

1.3.6 binlog_ignore_db

mysql复制相关参数，表示主库中有哪些库不可以同步到从库

1.3.7 log-slave-update

如果当前数据库是slave角色，则表示 要将从master取得并执行的二进制日志写入自己的二进制日志文件中去。

1.3.8 相关命令

• 查看当前数据库已经运行的位置点
  show master status

• 查看指定binlog 文件的events
  show binlog events in 'mysql-bin.00001'

• 查看指定binlog 文件的events
  pager less ： 在mysql内部使用，表示开启less的方式查看以后的内容

• 解析binlo
  mysqlbinlog --base64-output=decode-rows -vv mysql-bin.00001

1.3.9 binlog 截取

场景：假如在数据库中这样一段数据

create database bin; --> positionc 4
use bin;
create table t(id int);
insert into t values (1);
insert into t values (2);
insert into t values (3); -->position 66
# 执行误操作
drop database bin;

需要恢复到删库之前的状态

• 根据position来截取binlog 命令

mysqlbinlog --start-position=4 --stop-position=66 xxx >/tmp/bak.sql

• 根据时间来截取binlog 命令

mysqlbinlog --start-datetime=xxx --stop-datetime=xxx  filename > /tmp/bak.sql

• 恢复截取的文件
  进入数据库后执行：

  set sql_log_bin=0;-- 在当前窗口中以后的操作都不记录二进制日志
  source /tmp/bak.sql;
  set sql_log_bin=1;
  

• 使用source恢复数据时会有一些问题

1. 日志跨度时间长，量比较大
   如果要恢复的日志起始点和结束点数据多，且相隔的时间比较长,DBA很难定位 。
   解决方法：我们可以利用备份+日志的方式进行恢复，如果没有备份的话，就比较麻烦了
2. 跨多个文件
   恢复的日志起始位置和结束位置横跨多个文件
   解决方法：
   a. 假如使用Position号恢复数据的话，需要分段恢复，比较麻烦
   b. 假如按时间截取的话，恢复的日志会不准确 。因为/tmp/bak.sql里面存储的不只是这一张表的数据 ，而是有很多张表，在这一段日志中肯定会有其他表的数据，并且这个文件中包含其他表的事务也不一定是完整的。而且如果其他表没有主键的话，再恢复时也会报错。
   c. 按gtid截取
   d. 使用my2sql工具分析/tmp/bak.sql文件，这个工具可以将表级别的数据转换成sql

1.3.10 GTID

介绍

• 5.6版本新加的特性
• 在5.7版本中的GTID中，即使不开也会自动生成
• 相关参数

gtid-mode=on
enforce-gtid-consistency=true
log-slave-updates=1

应用

开启gtid后，截取二进制日志方法如下:

--include-gtids='xxx' # 包含哪个gtid的信息
--exclude-gtids='xxx' # 除去该gtid，将剩余的信息输出
--skip-gtids          # gtid幂等性（将备份的gtid删除，开启此选项后，输出的备份文件就不会包含gtid_next的信息了。只要开启gtid，无论用哪种方式将数据导出，都要加这个选项）
position方式备份数据也要加这个参数

1.3.11 日志清理

相关参数

• expire_logs_days
  在mysql8.0新加了一个参数expire_logs_days （binlog 过期时间，以天为单位）
• binlog_expire_logs_seconds
  binlog 过期时间，以秒为单位，和expire_logs_days 选一个。
• purge binary logs to 'log name'
  删除到哪个文件之前
• reset master

1.4 二进制日志和做日志的区别

binary log

• binary log 是逻辑日志，记录的是SQL语句
• binary log在写日志是追加式
• binary log用于数据库的备份及恢复

redo log

• redo log是物理日志,记录的是数据页的变化
• redo log在写日志是循环式
• redo log提供WAL的功能,可以做数据恢复
• redo log用于实例恢复

2. 重做日志(redo log)

2.1 redo log 基础 - 阐述

2.1.1 重做日志的概念

我们知道，innodb存储引擎是以页来存储数据的，当对页进行增删改时，首先先将相关页面加载到buffer pool中，使其成为脏页，再根据某种策略将脏页刷新到磁盘。假如在这时脏页还没有刷写到磁盘时，数据库宕机，那么修改的数据岂不就丢失了吗！！！故此，innodb存储引擎引用redo，当在buffer pool中修改数据页后，先将修改的页面日志写入到redo中（即redo里存储的是数据页的变化），即使数据库宕机，也可以利用redo log将数据库恢复。

2.1.2 重做日志的作用

redo日志会把事务在执行过程中对数据库所做的所有修改都记录下来，在这后系统因崩溃而重启后，可以把事务所做的任何修改都恢复过来。

2.1.3 重做日志的相关参数和作用

innodb_log_file_size

是指每个redo log file的大小，默认是48M。

innodb_log_buffer_size

是指在内存中redo buffer 的大小，默认是16M，innodb将redo buffer分为多个512字节大小的块，也就是有32768个这样大小的块。

innodb_log_group_home_dir

是指redo log file的家目录，也就是当前实例的数据目录

innodb_log_files_in_group

是指redo log file的个数，默认为2，最大为100。从ib_logfile0开始，以此类推。

innodb_flush_log_at_trx_commit

redo log刷写磁盘的时机，可以为0,1,2
当此值为0时：
表示当事务提交时，不做日志写入操作，而是每秒钟将日志缓冲的数据写入到os cache中并且每秒fsync到磁盘一次。意思就是说在1秒钟之内不管生成多少个事务都会将数据先写入到os cache中然后再写入到磁盘，就算是丢失数据也只是会丢失1秒钟的数据 。
当此值为1时：
每次事务提交执行commit之后就将日志写入，先从内存中写入到os cache中（这个过程叫做commit os缓冲），再将数据从os cache立即flush到磁盘。当值为1时，不会丢失数据，不过访问磁盘的次数有些增多。
当此值为2时：
每次事务提交引起写入os cache中，并每秒写入到磁盘（只要是在1秒钟生成的数据都会写入到磁盘中）

innodb_redo_log_archive_dirs

innodb_redo_log_encrypt

2.1.4 redo日志和redo日志文件的格式和类型

redo日志的记录格式(内存中)

字段	说明
type	这条redo的类型
space ID	表空间ID
page number	页号
data	真实数据

• 当把一条记录插入到页面时，redo是怎么记录的呢？

1. 在每个修改的地方都记录一条redo日志
2. 在页面起始和页面最后修改的地方记录一条redo日志
   如图所示：

InnoDB存储引擎采用的是第一种方式，因为第二种有点浪费空间了。

redo日志文件的格式(磁盘中）

我们知道，log buffer是由多个512字节大小的块组成，所以在磁盘中的log file也是由多个512字节大小的块组成，redo log写入log buffer是顺序写入的，所以从log buffer写入log file也应该是顺序写入的。

如上图所示：在log file header字段中比较重要的有：
LOG HEADER START LEN: 标记本redo 日志文件偏移量为2048字节处所对应的lsn值;
LOG BLOCK CHECKSUM: 该block块的checksum校验值 .

字段	说明
LOG CHECKPOINT NO	服务器执行checkpoint的编号，每执行一次，该值加1
LOG CHECKPOINT LSN	log buffer向log file最后刷写的lsn值，也是数据库崩溃恢复的起点
LOG CHECKPOINT OFFSET	上个属性中的lsn值在redo日志文件组中的偏移量
LOG CHECKPOINT LOG BUF SIZE	服务器在执行checkpoint时对应的log buffer的大小
LOG BLOCK CHECKSUM	block的校验值

checkpoint1和checkpoint2包含的字段相同。

• redo日志文件组
  和redo日志文件组相关参数有: innodb_log_file_size,innodb_log_group_dir,innodb_log_files_in_group
  • innodb_log_file_size
    是指每个redo log file的大小，默认是48M。
  • innodb_log_group_dir
    是指redo log file的家目录，也就是当前实例的数据目录
  • innodb_log_files_in_group
    是指redo log file的个数，默认为2，最大为100。从ib_logfile0开始，以此类推。

redo日志的类型

INNODB存储引擎一共有53种redo日志的类型。在这里只拿几种常见的举例。

• MLOG_8BYTE
  我们知道，在innodb系统表中维护一个MAX_ROW_ID的全局变量，每当向某个包含row_id的隐藏列中插入一条数据时，就会更新MAX_ROW_ID的值。当这个全局变量是256的倍数时，就会更新到表空间中页号为7的页面里，当再次引用时，就会加此次的row_id加上256得出最大的row_id.MAX_ROW_ID占用8个字节，所以在写入页面时就会记录一条redo日志，而这条redo日志的redo类型就是MLOG_8BYTE。

• MLOG_MULTI_REC_END
  把该组事务中最后一条redo日志后面加这一个特殊类型，当系统崩溃进行恢复时会检测这组事务，如果在这组事务中最后一个redo日志的类型不是MLOG_MULTI_REC_END的话，则会认为这组事务不是一个完整的事务，会回滚掉。

2.2 redo log 进阶

2.2.1 Mini-Transaction

以组的形式写入REDO日志

我们知道，当我们对表中的一条数据进行更改，例如一条insert语句在插入到数据页时，如果这个数据页的大小刚好够这条记录的话，那么InnoDB就不必再开启一个新页面了。因为开启一个新的页面，意味着需要改多处，叶子节点，内节点（会产生页分裂），可能还需要改槽，这种“牵一发而动全身”的做法在数据库的领域称为“悲观插入”，前者称为“乐观插入”。

在页面上写数据也就是在一棵B+树上写数据。当我们创建了一张表，表中多少个索引，就代表多少个B+树，当对B+树中的叶子节点进行更新时，同理也要更新内节点的信息，否则我们就会认为这棵B+树的状态是不正确的。

我们都知道，redo是为了数据库的崩溃恢复而提出的，如果在悲观插入的过程中，只记录一部分的redo日志，那么在重启时B+树会是一个不正确的状态。那么我们通过什么来保证redo日志的原子性呢？
有一种redo日志类型，叫MLOG_MULTI_REC_END，在前面我们已经说过这种类型的含义了，在此就不在赘述了。