与查询流程不同的是,更新流程中会涉及两个重要的模块:
(i)redo_log模块(InnoDB中的日志模块):在 MySQL 里也有这么个问题,如果每一次的更新操作都需要写进磁盘,然后磁盘也要找到对应的那条记录,然后再更新,整个过程 IO 成本、查找成本都很高。为了解决这个问题,MySQL 的设计者就用了类似酒店掌柜粉板的思路来提升更新效率。
write pos 是当前记录的位置,一边写一边后移,写到第 3 号文件末尾后就回到 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 之间的是“粉板”上还空着的部分,可以用来记录新的操作。如果 write pos 追上 checkpoint,表示“粉板”满了,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。
有了 redo log,InnoDB 就可以保证即使数据库发生异常重启,之前提交的记录都不会丢失,这个能力称为crash-safe。
(ii)binlog模块(Server中的日志模块):MySQL的架构可大概分为Server层和引擎层。Server层主要解决一些功能性的问题,而引擎层主要解决存储相关的事宜,InnoDB中的特有日志为redo_log,而Server层中也有其特有日志,为binlog(归档日志)
为什么要写两份日志?
因为最开始 MySQL 里并没有 InnoDB 引擎。MySQL 自带的引擎是 MyISAM,但是MyISAM 没有 crash-safe 的能力,binlog 日志只能用于归档。而 InnoDB 是另一个公司以插件形式引入 MySQL 的,既然只依靠 binlog 是没有 crash-safe 能力的,所以 InnoDB使用另外一套日志系统——也就是 redo log 来实现 crash-safe 能力。
两种日志有什么不同?
- redo log 是 InnoDB 引擎特有的;binlog 是 MySQL 的 Server 层实现的,所有引擎都可以使用。
- redo log 是物理日志,记录的是“在某个数据页上做了什么修改”;binlog 是逻辑日志,记录的是这个语句的原始逻辑,比如“给 ID=2 这一行的 c 字段加 1 ”。
- redo log 是循环写的,空间固定会用完;binlog 是可以追加写入的。“追加写”是指binlog 文件写到一定大小后会切换到下一个,并不会覆盖以前的日志。
更新语句的执行流程?
- 执行器先找引擎取到对应的记录。如果这条记录在内存中,则引擎直接交给执行器,如果该条记录在磁盘中,先通过I/O将磁盘中的记录读入到内存中,然后引擎在将该记录交给执行器。
- 执行器拿到记录之后,然后对记录进行相应的修改。得到心得记录。然后调用引擎写入记录到内存中。
- 引擎将记录更新到内存中,同时将更新操作记录到redo_log中,并将redo_log的状态置为prepare状态,然后告诉执行器,随时可以提交事务
- 执行器生成该操作的binlog,并将binlog写入磁盘
- 执行器调用引擎提交事务的接口,引擎把刚刚写入的redo_log状态改为提交(commit)状态,更新完成。
为什么redo_log的实务提交要分为两个阶段?
①分为哪两个阶段?即分为prepare阶段和commit阶段
②为什么要分两个阶段?
(i)先写 redo log 后写 binlog。假设在 redo log 写完,binlog 还没有写完的时候,MySQL 进程异常重启。由于我们前面说过的,redo log 写完之后,系统即使崩溃,仍然能够把数据恢复回来,所以恢复后这一行 c 的值是 1。
但是由于 binlog 没写完就 crash 了,这时候 binlog 里面就没有记录这个语句。因此,之后备份日志的时候,存起来的 binlog 里面就没有这条语句。
然后你会发现,如果需要用这个 binlog 来恢复临时库的话,由于这个语句的 binlog 丢失,这个临时库就会少了这一次更新,恢复出来的这一行 c 的值就是 0,与原库的值不同。
(ii)先写 binlog 后写 redo log。如果在 binlog 写完之后 crash,由于 redo log 还没写,崩溃恢复以后这个事务无效,所以这一行 c 的值是 0。但是 binlog 里面已经记录了“把c 从 0 改成 1”这个日志。所以,在之后用 binlog 来恢复的时候就多了一个事务出来,恢复出来的这一行 c 的值就是 1,与原库的值不同。
简单说,redo log 和 binlog 都可以用于表示事务的提交状态,而两阶段提交就是让这两个状态保持逻辑上的一致。