MySQL日志——undolog

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS MySQL,集群系列 2核4GB
推荐场景:
搭建个人博客
日志服务 SLS,月写入数据量 50GB 1个月
简介: MySQL日志——undolog

MySQL为什么需要日志

了解redis的朋友都知道redis的日志是为了实现数据的持久化,而mysql将数据存储在磁盘文件,没有持久化的问题,为什么还需要日志呢?

答案:

1.mysql的事务支持回滚操作,但数据库的状态为当前状态,需要记录事务开始前的数据库状态,以便进行回滚恢复

2.如果在执行事务时数据库故障,需要记录事务的执行状态,以便重启mysql时恢复之前的事务状态

3.用来支持主从复制,避免直接的数据库拷贝,而是通过从数据库重放日志来达到备份的目的,实质是将大部分工作转移到从数据库进行,避免对主数据库造成性能影响

MySQL有哪些日志?有什么作用?

一、undo log(回滚日志):是 Innodb 存储引擎层生成的日志,实现了事务中的原子性,主要用于事务回滚和 MVCC

作用

  • undo log 用于支持事务的回滚和多版本并发控制(MVCC)。在事务修改数据之前,undo log 记录了数据的旧版本,以便在事务回滚时可以恢复到之前的状态。

特性

  • 逻辑日志:记录的是逻辑操作,如插入、更新、删除等。
  • 多版本控制undo log 支持 MVCC,通过保存数据的旧版本,提供一致性读(Consistent Read),实现快照读。

记录内容

  • 修改前的值或逻辑操作(如行删除、更新前的旧值等)。

二、redo log(重做日志):是 Innodb 存储引擎层生成的日志,实现了事务中的持久性,主要用于掉电等故障恢复

作用

  • redo log 主要用于保证事务的持久性和数据恢复。在事务提交时,redo log 记录了所有修改操作,这些日志可以在数据库崩溃后用来重做(恢复)事务,以保证已提交事务的持久性。

特性

  • 物理日志:记录的是页级别的物理修改操作。
  • 循环写redo log 的大小固定,采用循环写的方式。
  • 持久性保证:事务在提交时会先写入 redo log 并刷盘,确保即使数据库崩溃也能通过 redo log 恢复已提交的事务。

记录内容

  • 页号、偏移量、修改前后的数据等。

三、binlog (归档日志):是 Server 层生成的日志,主要用于数据备份和主从复制

作用

  • bin log 主要用于复制和数据恢复。bin log 记录了所有的DML(Data Manipulation Language)和DDL(Data Definition Language)操作,这些操作日志可以用于主从复制(Master-Slave Replication)和基于时间点的恢复(PITR)。

特性

  • 逻辑日志:记录的是逻辑操作,如SQL语句。
  • 复制机制:主库的 bin log 可以传输到从库,从库通过重放 bin log 实现数据同步。
  • 数据恢复:可以通过 bin log 重放操作来恢复数据库到某一时间点。

记录内容

  • SQL语句(INSERT、UPDATE、DELETE等)、事务的开始和结束标记、表结构变化等。

三种日志的区别和联系

  • 用途
  • redo log:用于崩溃恢复,保证事务的持久性。
  • undo log:用于事务回滚和MVCC,提供一致性读。
  • bin log:用于主从复制和数据恢复。
  • 内容
  • redo log:物理级别的页修改操作。
  • undo log:逻辑级别的操作和数据的旧版本。
  • bin log:逻辑级别的SQL操作。
  • 写入时机
  • redo log:在事务提交时写入。
  • undo log:在数据修改前写入。
  • bin log:在事务提交时写入。

undo log(回滚日志)

为什么需要undo log?

mysql事务支持回滚,也就是在事务提交之前,可以恢复到事务开始前的数据库状态,相当于已经执行的事务操作没有发生过一样,这是怎么做到的?mysql数据库的状态一定是当前状态,它是如何恢复到事务开始前的状态的呢?

这就是undo log的作用了:记录对数据库的修改操作(增删改)或修改前的值,达到记录数据库历史状态的目的

听起来很复杂的样子,让我们一探究竟!

undo log记录哪些内容?

每当 InnoDB 引擎对一条记录进行操作(修改、删除、新增)时,要把回滚时需要的信息都记录到 undo log 里,比如:

  • 插入一条记录时,要把这条记录的主键值记下来,这样之后回滚时只需要把这个主键值对应的记录删掉就好了;
  • 删除一条记录时,要把这条记录中的内容都记下来,这样之后回滚时再把由这些内容组成的记录插入到表中就好了;
  • 更新一条记录时,要把被更新的列的旧值记下来,这样之后回滚时再把这些列更新为旧值就好了。

在发生回滚时,就读取 undo log 里的数据,然后做原先相反操作。比如当 delete 一条记录时,undo log 中会把记录中的内容都记下来,然后执行回滚操作的时候,就读取 undo log 里的数据,然后进行 insert 操作。

undo log 支持 MVCC,通过保存数据的旧版本,提供一致性读(Consistent Read),实现快照读

不了解MVCC的朋友可以先简单学习一下

undo log的特性(保存数据的旧版本)决定了它能够支持多版本并发控制,当一个事务需要读取数据时,根据隔离级别,可以控制它能读到哪个版本的数据(最新、事务开始前),而这些不同历史版本的数据来源就是undo log

Undo Log 在 MVCC 中的作用

MVCC(多版本并发控制)依赖于数据的多个版本来实现并发控制和一致性读。具体来说:

  1. 多版本数据存储
  • 当事务对数据进行修改时,InnoDB 不会立即覆盖原始数据,而是通过 undo log 保存一份修改前的旧数据副本。
  • 这些旧数据副本实际上构成了数据的多个版本。每个版本都有一个对应的事务ID和版本号。
  1. 快照读(Snapshot Read)
  • 事务在启动时会创建一个一致性视图(Consistent View),该视图定义了事务可以看到的所有数据版本。
  • 一致性视图使用 undo log 中的旧数据版本来提供数据的快照读。例如,如果一个事务在其开始后有其他事务对数据进行了修改,该事务仍然可以通过读取 undo log 中的旧版本数据,看到事务开始时的数据库状态。
  1. 读取旧版本数据
  • 当事务执行 SELECT 语句时,InnoDB 会根据当前事务的时间戳和一致性视图,决定读取数据的哪个版本。
  • 如果最新版本的数据对当前事务不可见(因为它是由其他更晚启动的事务修改的),InnoDB 会沿着 undo log 查找并读取一个对当前事务可见的旧版本数据。

具体实现过程

  1. 事务开始
  • 事务A开始,创建一致性视图。此时,视图中记录了事务A能看到的其他已提交事务的快照。
  1. 数据修改
  • 事务B开始,对某行数据进行更新。在更新前,InnoDB 会将该行数据的旧版本记录到 undo log 中。
  1. 事务读取
  • 事务A在读取相同的数据行时,InnoDB 检查该行的最新版本发现它是由事务B修改的(事务B可能还没有提交,或在事务A启动后才提交)。
  • 根据一致性视图,事务A不能看到事务B的修改,因此InnoDB会通过 undo log 找到修改前的旧版本数据,返回给事务A。
  1. 事务提交和回滚
  • 事务B提交后,其修改的最新版本数据成为持久化数据,而旧版本数据仍然保留在 undo log 中,直到没有事务需要这些旧版本数据为止。
  • 如果事务B需要回滚,InnoDB会使用 undo log 中的旧版本数据将数据恢复到事务B开始前的状态。

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