Mysql三种日志 (转载)

2022-09-22 08:16:33

日志是mysql 数据库的重要组成部分,记录着数据库运行期间各种状态信息。mysql日志主要包括错误日志、查询日志、慢查询日志、事务日志、二进制日志几大类。

作为开发,我们重点需要关注的是二进制日志(binlog )和事务日志(包括redo log 和undo log ),本文接下来会详细介绍这三种日志。

binlog

binlog 用于记录数据库执行的写入性操作(不包括查询)信息,以二进制的形式保存在磁盘中。binlog 是mysql的逻辑日志,并且由Server 层进行记录,使用任何存储引擎的mysql 数据库都会记录binlog 日志。

  • 逻辑日志:可以简单理解为记录的就是sql语句 。

  • 物理日志mysql 数据最终是保存在数据页中的,物理日志记录的就是数据页变更 。

binlog 是通过追加的方式进行写入的,可以通过max_binlog_size 参数设置每个binlog文件的大小,当文件大小达到给定值之后,会生成新的文件来保存日志。

binlog使用场景

在实际应用中,binlog 的主要使用场景有两个,分别是主从复制 和数据恢复 。

  1. 主从复制 :在Master 端开启binlog ,然后将binlog发送到各个Slave 端,Slave 端重放binlog 从而达到主从数据一致。

  2. 数据恢复 :通过使用mysqlbinlog 工具来恢复数据。

binlog刷盘时机

对于InnoDB 存储引擎而言,只有在事务提交时才会记录biglog ,此时记录还在内存中,那么biglog是什么时候刷到磁盘中的呢?

mysql 通过sync_binlog 参数控制biglog 的刷盘时机,取值范围是0-N

  • 0:不去强制要求,由系统自行判断何时写入磁盘;

  • 1:每次commit 的时候都要将binlog 写入磁盘;

  • N:每N个事务,才会将binlog 写入磁盘。

从上面可以看出,sync_binlog 最安全的是设置是1 ,这也是MySQL 5.7.7之后版本的默认值。但是设置一个大一些的值可以提升数据库性能,因此实际情况下也可以将值适当调大,牺牲一定的一致性来获取更好的性能。

binlog日志格式

binlog 日志有三种格式,分别为STATMENT 、ROW 和MIXED

MySQL 5.7.7 之前,默认的格式是STATEMENT ,MySQL 5.7.7 之后,默认值是ROW。日志格式通过binlog-format 指定。

  • STATMENT:基于SQL 语句的复制(statement-based replication, SBR ),每一条会修改数据的sql语句会记录到binlog 中  。

    • 优点:不需要记录每一行的变化,减少了 binlog 日志量,节约了  IO  , 从而提高了性能;

    • 缺点:在某些情况下会导致主从数据不一致,比如执行sysdate() 、  slepp()  等 。

  • ROW:基于行的复制(row-based replication, RBR ),不记录每条sql语句的上下文信息,仅需记录哪条数据被修改了 。

    • 优点:不会出现某些特定情况下的存储过程、或function、或trigger的调用和触发无法被正确复制的问题 ;

    • 缺点:会产生大量的日志,尤其是` alter table ` 的时候会让日志暴涨

  • MIXED:基于STATMENT 和ROW 两种模式的混合复制(mixed-based replication, MBR ),一般的复制使用STATEMENT 模式保存binlog ,对于STATEMENT 模式无法复制的操作使用ROW 模式保存binlog

redo log

为什么需要redo log

我们都知道,事务的四大特性里面有一个是持久性 ,具体来说就是只要事务提交成功,那么对数据库做的修改就被永久保存下来了,不可能因为任何原因再回到原来的状态 。

那么mysql是如何保证一致性的呢?

最简单的做法是在每次事务提交的时候,将该事务涉及修改的数据页全部刷新到磁盘中。但是这么做会有严重的性能问题,主要体现在两个方面:

  1. 因为Innodb 是以 为单位进行磁盘交互的,而一个事务很可能只修改一个数据页里面的几个字节,这个时候将完整的数据页刷到磁盘的话,太浪费资源了!

  2. 一个事务可能涉及修改多个数据页,并且这些数据页在物理上并不连续,使用随机IO写入性能太差!

因此mysql 设计了redo log ,具体来说就是只记录事务对数据页做了哪些修改,这样就能完美地解决性能问题了(相对而言文件更小并且是顺序IO)。

redo log基本概念

redo log 包括两部分:一个是内存中的日志缓冲(redo log buffer ),另一个是磁盘上的日志文件(redo logfile)。

mysql 每执行一条DML 语句,先将记录写入redo log buffer,后续某个时间点再一次性将多个操作记录写到redo log file。这种先写日志,再写磁盘 的技术就是MySQL
里经常说到的WAL(Write-Ahead Logging) 技术。

在计算机操作系统中,用户空间(user space )下的缓冲区数据一般情况下是无法直接写入磁盘的,中间必须经过操作系统内核空间(kernel space )缓冲区(OS Buffer )。

因此,redo log buffer 写入redo logfile 实际上是先写入OS Buffer ,然后再通过系统调用fsync() 将其刷到redo log file
中,过程如下:

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mysql 支持三种将redo log buffer 写入redo log file 的时机,可以通过innodb_flush_log_at_trx_commit 参数配置,各参数值含义如下:

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redo log记录形式

前面说过,redo log 实际上记录数据页的变更,而这种变更记录是没必要全部保存,因此redo log实现上采用了大小固定,循环写入的方式,当写到结尾时,会回到开头循环写日志。如下图:

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同时我们很容易得知, 在innodb中,既有redo log 需要刷盘,还有数据页 也需要刷盘,redo log存在的意义主要就是降低对数据页 刷盘的要求 ** 。

在上图中,write pos 表示redo log 当前记录的LSN (逻辑序列号)位置,check point 表示数据页更改记录 刷盘后对应redo log 所处的LSN(逻辑序列号)位置。

write pos 到check point 之间的部分是redo log 空着的部分,用于记录新的记录;check point 到write pos 之间是redo log 待落盘的数据页更改记录。当write pos追上check point 时,会先推动check point 向前移动,空出位置再记录新的日志。

启动innodb 的时候,不管上次是正常关闭还是异常关闭,总是会进行恢复操作。因为redo log记录的是数据页的物理变化,因此恢复的时候速度比逻辑日志(如binlog )要快很多。

重启innodb 时,首先会检查磁盘中数据页的LSN ,如果数据页的LSN 小于日志中的LSN ,则会从checkpoint 开始恢复。

还有一种情况,在宕机前正处于checkpoint 的刷盘过程,且数据页的刷盘进度超过了日志页的刷盘进度,此时会出现数据页中记录的LSN 大于日志中的LSN,这时超出日志进度的部分将不会重做,因为这本身就表示已经做过的事情,无需再重做。

redo log与binlog区别

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binlog 和redo log 的区别可知:binlog 日志只用于归档,只依靠binlog 是没有crash-safe 能力的。

但只有redo log 也不行,因为redo log 是InnoDB特有的,且日志上的记录落盘后会被覆盖掉。因此需要binlogredo log二者同时记录,才能保证当数据库发生宕机重启时,数据不会丢失。

undo log

数据库事务四大特性中有一个是原子性 ,具体来说就是原子性是指对数据库的一系列操作,要么全部成功,要么全部失败,不可能出现部分成功的情况

实际上,原子性 底层就是通过undo log 实现的。undo log主要记录了数据的逻辑变化,比如一条INSERT 语句,对应一条DELETE 的undo log ,对于每个UPDATE 语句,对应一条相反的UPDATE 的undo log ,这样在发生错误时,就能回滚到事务之前的数据状态。

同时,undo log 也是MVCC(多版本并发控制)实现的关键。

  • 作者:我是听风~
  • 原文链接:https://blog.csdn.net/LJZFlying/article/details/124182691
    更新时间:2022-09-22 08:16:33