前言
本文主要介绍binlog crash recovery 的过程
假设用户使用 InnoDB 引擎，sync_binlog=1
使用 MySQL 5.7.20 版本进行分析
crash recovery 过程中，binlog 需要保证：
- 所有已提交事务的binlog已存在
- 所有未提交事务的binlog不存在
两阶段提交
MySQL 使用两阶段提交解决 binlog 和 InnoDB redo log 的一致性的问题
也就是将普通事务当做内部XA事务处理，为每个事务分配一个XID，binlog作为事务的协调者
- 阶段1：InnoDB redo log 写盘，InnoDB 事务进入 prepare 状态
- 阶段2：binlog 写盘，InooDB 事务进入 commit 状态
每个事务binlog的末尾，会记录一个 XID event，标志着事务是否提交成功，也就是说，recovery 过程中，binlog 最后一个 XID event 之后的内容都应该被 purge。
InnoDB 日志可能也需要回滚或者提交，这里就不再展开。
binlog 文件的 crash recovery
mysqld_main
init_server_components
MYSQL_BIN_LOG::open
MYSQL_BIN_LOG::open_binlog
binlog recover 的主要过程在 MYSQL_BIN_LOG::open_binlog 中
int MYSQL_BIN_LOG::open_binlog(const char *opt_name)
{
/* 确保 index 文件初始化成功 */
if (!my_b_inited(&index_file))
{
/* There was a failure to open the index file, can't open the binlog */
cleanup();
return 1;
}
/* 找到 index 中第一个 binlog */
if ((error= find_log_pos(&log_info, NullS, true/*need_lock_index=true*/)))
{
/* 找到 index 中最后一个 binlog */
do
{
strmake(log_name, log_info.log_file_name, sizeof(log_name)-1);
} while (!(error= find_next_log(&log_info, true/*need_lock_index=true*/)));
/*
打开最后一个binlog，会校验文件头的 magic number "\xfe\x62\x69\x6e"
如果 magic number 校验失败，会直接报错退出，无法完成recovery
如果确定最后一个binlog没有内容，可以删除binlog 文件再重试
*/
if ((file= open_binlog_file(&log, log_name, &errmsg)) < 0)
/*
如果 binlog 没有正常关闭，mysql server 可能crash过，
我们需要调用 MYSQL_BIN_LOG::recover：
a) 找到最后一个 XID
b) 完成最后一个事务的两阶段提交（InnoDB commit）
c) 找到最后一个合法位点
因此，我们需要遍历 binlog 文件，找到最后一个合法event集合，并 purge 无效binlog
*/
if ((ev= Log_event::read_log_event(&log, 0, &fdle,
opt_master_verify_checksum)) &&
ev->get_type_code() == binary_log::FORMAT_DESCRIPTION_EVENT &&
(ev->common_header->flags & LOG_EVENT_BINLOG_IN_USE_F ||
DBUG_EVALUATE_IF("eval_force_bin_log_recovery", true, false)))
{
sql_print_information("Recovering after a crash using %s", opt_name);
/* 初始化合法位点 */
valid_pos= my_b_tell(&log);
/* 执行recover 过程 ，并计算出合法位点 */
error= recover(&log, (Format_description_log_event *)ev, &valid_pos);
}
else
error=0;
if (valid_pos > 0){
if (valid_pos < binlog_size)
{
/* 将 valid_pos 后面的binlog purge掉 */
if (my_chsize(file, valid_pos, 0, MYF(MY_WME)))
}
}
}
}
recover 函数的逻辑很简单：遍历最后一个binlog的所有 event，每次事务结尾，或者非事务event结尾更新 valid_pos(gtid event不更新)。并在一个 hash 中记录所有xid，用于引擎层 recover
int MYSQL_BIN_LOG::recover(IO_CACHE *log, Format_description_log_event *fdle,
my_off_t *valid_pos)
{
/* 初始化 XID hash，用于记录 binlog 中的 xid */
if (! fdle->is_valid() ||
my_hash_init(&xids, &my_charset_bin, TC_LOG_PAGE_SIZE/3, 0,
sizeof(my_xid), 0, 0, MYF(0),
key_memory_binlog_recover_exec))
goto err1;
/* 依次读取 binlog event */
while ((ev= Log_event::read_log_event(log, 0, fdle, TRUE))
&& ev->is_valid())
{
if (ev->get_type_code() == binary_log::QUERY_EVENT &&
!strcmp(((Query_log_event*)ev)->query, "BEGIN"))
/* begin 代表事务开始 */
in_transaction= TRUE;
if (ev->get_type_code() == binary_log::QUERY_EVENT &&
!strcmp(((Query_log_event*)ev)->query, "COMMIT"))
{
DBUG_ASSERT(in_transaction == TRUE);
/* commit 代表事务结束 */
in_transaction= FALSE;
}
else if (ev->get_type_code() == binary_log::XID_EVENT)
{
DBUG_ASSERT(in_transaction == TRUE);
/* xid event 代表事务结束 */
in_transaction= FALSE;
Xid_log_event *xev=(Xid_log_event *)ev;
uchar *x= (uchar *) memdup_root(&mem_root, (uchar*) &xev->xid,
sizeof(xev->xid));
/* 记录 xid */
if (!x || my_hash_insert(&xids, x))
goto err2;
}
/*
如果不在事务中，且不是gtid event，则更新 valid_pos
显然，如果在事务中，最后一段 event 不是一个完整事务，pos并不合法
*/
if (!log->error && !in_transaction &&
!is_gtid_event(ev))
*valid_pos= my_b_tell(log);
}
/*
存储引擎recover
所有已经记录 XID 的事务必须在存储引擎中提交
未记录 XID 的事务必须回滚
*/
if (total_ha_2pc > 1 && ha_recover(&xids))
goto err2;
binlog index 的 crash recovery
为了保证 binlog index 的 crash safe，MySQL 引入了一个临时文件 crash_safe_index_file
新的 binlog_file_name 写入 binlog_index_file 流程如下：
- 创建临时文件 crash_safe_index_file
- 拷贝 binlog_index_file 中的内容到 crash_safe_index_file
- 新的 binlog_file_name 写入 crash_safe_index_file
- 删除 binlog_index_file
- 重命名 crash_safe_index_file 到 binlog_index_file
这个流程保证了在任何时候crash，binlog_index_file 和 crash_safe_index_file 至少有一个可用
这样再recover 时只要判断这两个文件是否可用，如果 binlog_index_file 可用则无需特殊处理，如果binlog_index_file 不可用则重命名 crash_safe_index_file 到 binlog_index_file
binlog index 的 recover 过程主要在 bool MYSQL_BIN_LOG::open_index_file 中
显然，open_indix_file 在 open_binlog 之前
mysqld_main
init_server_components
MYSQL_BIN_LOG::open_index_file
bool MYSQL_BIN_LOG::open_index_file(const char *index_file_name_arg,
const char *log_name, bool need_lock_index)
{
/* 拼接 index_file_name */
fn_format(index_file_name, index_file_name_arg, mysql_data_home,
".index", opt);
/* 拼接 crash_safe_index_file_name */
if (set_crash_safe_index_file_name(index_file_name_arg))
/*
recover 主要体现在这里
检查 index_file_name 和 crash_safe_index_file_name 是否存在
如果 index_file_name 不存在 crash_safe_index_file_name 存在，
那么将 crash_safe_index_file_name 重命名为 index_file_name
*/
if (my_access(index_file_name, F_OK) &&
!my_access(crash_safe_index_file_name, F_OK) &&
my_rename(crash_safe_index_file_name, index_file_name, MYF(MY_WME)))
{
sql_print_error("MYSQL_BIN_LOG::open_index_file failed to "
"move crash_safe_index_file to index file.");
error= true;
goto end;
}
}
新的 binlog_file_name 写入 binlog_index_file 的过程在 MYSQL_BIN_LOG::add_log_to_index
int MYSQL_BIN_LOG::add_log_to_index(uchar* log_name,
size_t log_name_len, bool need_lock_index)
{
/* 创建 crash_safe_index_file */
if (open_crash_safe_index_file())
/* 拷贝 index_file 内容到 crash_safe_index_file */
if (copy_file(&index_file, &crash_safe_index_file, 0))
/* 写入 binlog_file_name */
if (my_b_write(&crash_safe_index_file, log_name, log_name_len) ||
my_b_write(&crash_safe_index_file, (uchar*) "\n", 1) ||
flush_io_cache(&crash_safe_index_file) ||
mysql_file_sync(crash_safe_index_file.file, MYF(MY_WME)))
/*
函数内部先 delete binlog_index_file 再 rename crash_safe_index_file
如果 delete 到 rename 之间发生 crash， crash_safe_index_file 会在 recover过程中 rename 成 binlog_index_file
*/
if (move_crash_safe_index_file_to_index_file(need_lock_index))
}
总结
MySQL 解决了binlog crash safe 的问题，但是 relay log 依然不保证 crash safe。
relay log 结构和 binlog 一致，可以借鉴 binlog crash safe 的方式，计算出 valid_pos，将 valid_pos之后的 event 全部purge。
