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MySQL的三种重要的日志

news 来源：原创 2024/7/4 16:28:49

日志

Mysql有三大日志系统

Undo Log（回滚日志）：记录修改前的数据，用于事务回滚和 MVCC（多版本并发控制）。
Redo Log（重做日志）：记录数据变更，用于崩溃恢复，确保持久性。
Binlog（备份日志）：记录事务操作日志，用于主从复制和灾难恢复。

Redo Log

Redo Log 记录的是物理日志，也就是磁盘数据页的修改（Redo Log 记录了哪些数据被修改，以及修改前后的数据内容。包括被修改的数据页或块的位置信息）

作用：用来保证服务崩溃后，仍能把事务中变更的数据持久化到磁盘上

背景：当数据库对数据做修改时，需要把数据页从磁盘读到buffer pool中，然后在buffer pool中进行修改，那么这个时候buffer pool中的数据页就与磁盘上的数据页内容不一致，称buffer pool的数据页为脏数据，如果这个时候发生非正常的DB服务重启，那么这些数据还在内存，并没有同步到磁盘上,也就是发生数据丢失，那么这个时候使用redo log，在buffer pool的数据页变更结束后，就可以相应修改记录到这个文件，那么当DB服务发生崩溃宕机时，进行恢复DB时，可以根据文件的记录内容，重新持久化刷新到磁盘数据（redo log ，用于记录数据修改后的记录，顺序记录，主要用于数据的持久化操作。）、

组成：

redo log buffer日志缓存

重做日志缓存存在于内存中，容易发生丢失，先缓存数据，再一次性存入磁盘。

redo log file日志文件

存在于磁盘中，不容易发生丢失

redo log buffer是在内存中的，写入buffer后，并不会立即持久化到Redo log file，需要等待操作系统调用fsync操作（具体什么时候使用innodb_flush_log_at_trx_commit 参数配置）

参数值	含义
0（延迟写）	提交事务后，不会立即刷到OS Buffer中，而是等一秒后刷新到OS Buffer并调用fsync()写入Redo Log FIle，可能会丢失一秒钟的数据。
1（实时写	每次提交事务，都会刷新到OS Buffer并调用fsync()写到Redo Log FIle，性能较差
2（延迟刷新）	每次提交事务只刷新到OS Buffer，一秒后再调用fsync()写入Redo Log FIle。

Undo Log

Undo Log回滚日志记录的是逻辑日志，也就是sql语句（比如当我们执行一条insert语句，Undo Log记录一条相反的delete语句--但它并不是简单地存储原始的SQL语句，而是存储相应的逆操作及相关的数据状态。这种设计使得回滚操作更直接和高效。）

作用：

回滚事务：当事务需要回滚时，数据库系统使用Undo Log来撤销事务已经执行的修改，恢复到事务开始之前的数据状态。
MVCC多版本控制：Undo Log在实现多版本并发控制（MVCC）中也起到关键作用。通过记录数据的历史版本，系统可以提供一致的读视图，支持并发事务的读取和修改。

组成：也是有undo buffer和undo logo日志组成

原理：如我们执行下面一条删除语句：

 delete from user where id = 1;

那么此时undo log就会记录一条对应的insert语句（反向），以保证事务回滚时，将数据还原回去。

Undo log存储由InnoDB的存储引擎实现，数据保存再innoDB的数据文件中，再存储引擎中，undo log是采用分段的方式进行存储的。rollback segment称为回滚段。在MySQL5.5之后，可以支持128个rollback segment，分别从resg slot0 - resg slot127，每一个resg slot，也就是每一个回滚段，内部由1024个undo segment 组成，即总共可以记录128 * 1024个undo操作。

undo log日志存放的信息如下

undo log日志里面不仅存放着数据更新前的记录，还记录着RowID、事务ID、回滚指针，其中事务ID每次递增，回滚指针第一次如果是insert语句的话，回滚指针为null，第二次update之后undo log的回滚指针就会指向刚刚那一条undo log日志，以此类推形成了一条undo log的回滚链，便于找到该记录的历史版本
在事务提交之前会将数据备份到undo buffer，然后由undo buffer持久化到磁盘中的undo log文件中，此时undo log保存了之前未提交之前的操作日志，接着将操作的数据，持久化到数据文件中（更新数据前记录undo log）

例如：假设有A、B两个数据，值分别为1,2。

A. 事务开始
B. 记录A=1到undo log中
C. 修改A=3
D. 记录B=2到undo log中
E. 修改B=4
F. 将undo log写到磁盘 -------undo log持久化
G. 将数据写到磁盘 -------数据持久化
H. 事务提交 -------提交事务

Bin Log

Binlog 是 MySQL 中用于记录数据库修改操作的日志文件。binlog记录的是逻辑日志，即原始的sql语句，是mysql自带的。是mysql数据库中的二进制日志文件，用于记录数据库的所有更改操作。他以二进制的形式存储，包含了对数据库执行所有修改操作的详细信息，如插入、更新、删除等。BInlog是Mysql事务日志的一部分，与Redo log一起，确保数据库的一致性，持久性，以及提供一些关键的数据库管理功能。

作用

用于数据备份、主从同步、数据恢复

主从复制：在主从复制中，主服务器将所有的更改记录到Binlog中，而从服务器通过读取主服务器的Binlog并执行相同的更改来保持数据同步。这实现了数据的复制和冗余，提高了系统的可用性和可靠性。
数据库备份：Binlog也是数据库备份的一部分。通过备份Binlog，可以实现增量备份，只备份自上次完整备份以来发生的变更，从而减少备份的时间和存储成本。
数据恢复：在数据库崩溃或数据丢失时，可以使用 Binlog 进行数据恢复。通过重放 Binlog 中记录的所有操作，可以将数据库恢复到某个特定时间点。

组成

事件头（Event Header）：

包含事件的时间戳、类型、服务器ID等信息。

事件数据（Event Data）：

具体记录了对数据库表的修改操作。根据事件类型不同，事件数据也有所不同，比如可能是表结构变更、行数据修改等。

文件格式描述符（File Format Descriptor）：

描述了 Binlog 文件的格式信息，通常在 Binlog 文件的开头。

Binlog 的类型

MySQL 的 Binlog 有三种格式：

STATEMENT（语句模式）：
- 记录的是执行的 SQL 语句。优点是日志文件较小，缺点是某些非确定性的操作可能导致复制不一致。
- 记录原始SQL语句，会导致更新时间与原库不一致。比如 update_time=now()
ROW（行模式）：
- 记录的是每行数据被修改的具体信息。优点是可以确保复制的一致性，缺点是日志文件较大。

MIXED（混合模式）：

结合了语句模式和行模式的优点。MySQL 自动选择最合适的格式记录日志。
Statement和Row的混合模式，默认采用Statement模式，涉及日期、函数相关的时候采用Row模式，既减少了数据量，又保证了数据一致性。

这时，MySQL并不会立即刷盘，而是依据sync_binlog参数决定刷盘的频率和时机。

参数值	含义
0（延迟写）	每次提交事务都不会刷盘，由系统自己决定什么时候刷盘，可能会丢失数据。
1（实时写）	每次提交事务，都会刷盘，性能较差。
N（延迟写）	提交N个事务后，才会刷盘。

事务提交前刷盘过程

事务开始：

执行一组数据库操作，如插入、更新、删除等。

写入 Undo Log 缓冲区：

在执行修改操作之前，首先将修改前的记录写入 Undo Log 缓冲区。这一步骤确保了即使在事务失败或回滚时，可以恢复到修改前的状态。

写入Redo Log缓冲区：

同时，修改操作的Redo Log记录也写入内存中的Redo Log缓冲区。

写入 Binlog 缓冲区：

在执行这些操作的过程中，MySQL 会将这些操作记录在 Binlog 缓冲区中。

准备提交：

当事务准备提交时，MySQL 会将 Binlog 缓冲区的内容写入磁盘上的 Binlog 文件。这一步是为了确保即使在事务提交之后发生系统崩溃，事务的操作记录仍然可以从 Binlog 中恢复。
当事务准备提交时，MySQL会将Binlog缓冲区的内容写入到磁盘上的Binlog文件中。

这时，MySQL并不会立即刷盘，而是依据sync_binlog参数决定刷盘的频率和时机。

写入 Redo Log：