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一、吹個(gè)牛

面試官的一句：“了解MySQL的兩階段提交嗎里伯？” 不知道問涼了多少人城瞎！

這篇文章白日夢(mèng)就和大家分享什么是MySQL的兩階提交到底是怎么回事！不管你原來曉不曉得兩階段提交疾瓮，相信我脖镀！這篇文章中你一定能get到新的知識(shí)！

在說兩階段提交之前狼电，白日夢(mèng)用了大量的篇幅再講undo-log蜒灰、redo-log弦蹂、binlog。

先了解它們强窖，才能更好的理解什么是兩階段提交凸椿，如果你如果還沒有看，推薦你去翻一翻前面的文章翅溺。

二脑漫、事務(wù)及它的特性

在說兩階段提交事物之前，我們先來說說事務(wù)咙崎。

一般當(dāng)我們的功能函數(shù)中有批量的增刪改時(shí)优幸，我們會(huì)添加一個(gè)事物包裹這一系列的操作，要么這一組操作全部執(zhí)行成功褪猛，只要有一條SQL執(zhí)行失敗了我們就全部回滾网杆。相信你一定聽說過這個(gè)比較經(jīng)典的轉(zhuǎn)賬的Case。有一定工作經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)都知道握爷，這么做其實(shí)是保護(hù)我們的數(shù)據(jù)庫中不出現(xiàn)臟數(shù)據(jù)跛璧。整體數(shù)據(jù)會(huì)變的可控。

對(duì)MySQL來說你可以通過下面的命令顯示的開啟新啼、提交追城、回滾事務(wù)

# 開啟事務(wù)
begin;

# 或者下面這條命令
start transaction;

# 提交
commit;

# 回滾
rollback;

但是日常開發(fā)中大家普遍使用編程語言操作數(shù)據(jù)庫。比如Java燥撞、Golang... 在使用這種具體編程語言持久層的框架時(shí)座柱，它們一般都支持事務(wù)操作，比如：在Spring中你可以對(duì)一個(gè)方法添加注解@Transctional顯示的開啟事務(wù)物舒。Golang的beego中也提供了讓你可以顯示的開啟事務(wù)的函數(shù)色洞。

<p style="color:red">有一點(diǎn)不太好的地方是：大家在享受這種編程框架帶來的便利的同時(shí)，它也屏蔽了你對(duì)MySQL事務(wù)認(rèn)知冠胯。讓人們懶得去往細(xì)了看事務(wù)

<p style="color:blue">你可以往看我下面這個(gè)很簡(jiǎn)單的Case火诸。

我有一張數(shù)據(jù)表

CREATE TABLE `test_backup` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

然后我往這個(gè)表中insert幾條數(shù)據(jù)

mysql> insert into test_backup values(1,'tom');
mysql> insert into test_backup values(2,'jerry');
mysql> insert into test_backup values(1,'herry');

再去查看binlog。

image

<p style="color:green">你會(huì)不會(huì)詫異荠察？我上面明明沒有顯示的添加begin置蜀、commit命令，但是MySQL實(shí)際執(zhí)行我的SQL時(shí)悉盆，竟然為我添加上了盯荤！

原因很簡(jiǎn)單：跟大家分享一個(gè)參數(shù)如下：

image

一般大家的線上庫都會(huì)將這個(gè)參數(shù)置為ON，你的SQL會(huì)自動(dòng)的開啟一個(gè)事物焕盟，并且MySQL會(huì)自動(dòng)的幫你把它提交秋秤。

也就是說: 當(dāng)這個(gè)參數(shù)為ON時(shí)，你使用的DAO持久層框架發(fā)送給數(shù)據(jù)庫的SQL其實(shí)都會(huì)被放在一個(gè)事物中執(zhí)行，然后這個(gè)事物被自動(dòng)提交灼卢，而我們對(duì)這個(gè)過程是無感知的绍哎。 具體一點(diǎn)，比如你使用某框架的@Transctional注解芥玉，或者在golang中可以像下面的方式獲得一個(gè)事物：

db := mysql.Client
ops := &sql.TxOptions{
        Isolation: 0,
        ReadOnly:  false,
    }
tx, err := db.BeginTx(ctx, ops)
// todo with tx

然后你所有的操作都放在這個(gè)事物中執(zhí)行蛇摸。

<p style="color:red">這時(shí)你使用的持久層框架肯定會(huì)向MySQL發(fā)送一條命令：begin;或者是start transcation;來保證你這一組SQL中執(zhí)行一條SQL后，開啟的事物不會(huì)被MySQL自動(dòng)幫你提交了灿巧。

其實(shí)還是推薦將這個(gè)參數(shù)設(shè)置成ON的，當(dāng)然你也可以像下面這樣將它關(guān)閉

mysql> set autocommit = 0;

但是關(guān)閉它之后揽涮，MySQL不會(huì)幫你自動(dòng)提交事物抠藕，全靠研發(fā)同學(xué)自己來維護(hù)就容易會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)事物，在內(nèi)存中產(chǎn)生一個(gè)極其長(zhǎng)的undo log鏈條蒋困。壞處多多盾似。

todo 關(guān)于長(zhǎng)事物，你可以看白日夢(mèng)的這篇筆記：

三雪标、簡(jiǎn)單看下兩階段提交的流程

了解了什么是事物零院，再來看下什么是兩階段提交。其實(shí)所謂的兩階段就是把一個(gè)事物分成兩個(gè)階段來提交村刨。就像下圖這樣告抄。

image

上圖為兩階段提交的時(shí)序圖。

你可以粗略的觀察一下上圖嵌牺，MySQL想要準(zhǔn)備事務(wù)的時(shí)候會(huì)先寫redolog打洼、binlog分成兩個(gè)階段。

兩階段提交的第一階段 （prepare階段）：寫rodo-log 并將其標(biāo)記為prepare狀態(tài)逆粹。

緊接著寫binlog

兩階段提交的第二階段（commit階段）：寫bin-log 并將其標(biāo)記為commit狀態(tài)募疮。

不了解這些日志是什么有啥用也沒關(guān)系，你可以先去看我之前的系列文章僻弹。

四阿浓、兩階段寫日志用意？

你有沒有想過這樣一件事蹋绽，binlog默認(rèn)都是不開啟的狀態(tài)芭毙！

也就是說，如果你根本不需要binlog帶給你的特性（比如數(shù)據(jù)備份恢復(fù)蟋字、搭建MySQL主從集群）稿蹲，那你根本就用不著讓MySQL寫binlog，也用不著什么兩階段提交鹊奖。

只用一個(gè)redolog就夠了苛聘。無論你的數(shù)據(jù)庫如何crash，redolog中記錄的內(nèi)容總能讓你MySQL內(nèi)存中的數(shù)據(jù)恢復(fù)成crash之前的狀態(tài)。

<p style="color:blue">所以說设哗，兩階段提交的主要用意是：為了保證redolog和binlog數(shù)據(jù)的安全一致性唱捣。只有在這兩個(gè)日志文件邏輯上高度一致了。你才能放心的使用redolog幫你將數(shù)據(jù)庫中的狀態(tài)恢復(fù)成crash之前的狀態(tài)网梢，使用binlog實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份震缭、恢復(fù)、以及主從復(fù)制战虏。而兩階段提交的機(jī)制可以保證這兩個(gè)日志文件的邏輯是高度一致的拣宰。沒有錯(cuò)誤、沒有沖突烦感。

當(dāng)然巡社，兩階段提交能做到足夠的安全還需要你合理的設(shè)置redolog和binlog的fsync的時(shí)機(jī)，而這塊知識(shí)點(diǎn)所涉及到的參數(shù)前幾篇文章已經(jīng)說過手趣。如果不記得晌该，可以去看下。

五绿渣、加餐：sync_binlog = 1 問題

<p style="color:red">如果你看懂了我下面說的這些話朝群，能幫你更好的理解兩階段提交哦！純干貨中符！

白日夢(mèng)在前面的分享binlog的文章中有跟大家提到過一個(gè)參數(shù)sync_binlog=1姜胖。這個(gè)參數(shù)控制binlog的落盤時(shí)機(jī)，并且白日夢(mèng)也知道你們公司線上數(shù)據(jù)庫的該參數(shù)一定被設(shè)置成了1舟茶。

我在那篇binlog文章之前谭期，就計(jì)劃好寫這篇文章了。白日夢(mèng)的MySQL在動(dòng)筆之前已經(jīng)列好了大綱吧凉，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜隧出，從0到1開始更新，歡迎小伙伴們關(guān)注我阀捅，持續(xù)更新中～

<p style="color:blue">NoticeＵ偷伞！饲鄙！ 這個(gè)參數(shù)為1時(shí)凄诞，表示當(dāng)事物提交時(shí)會(huì)將binlog落盤。

現(xiàn)在你用15s中的時(shí)間忍级，思考一下帆谍，藍(lán)色句子中說的事物提交時(shí)會(huì)將binlog落盤，這個(gè)提交時(shí)轴咱，是下圖中的step1時(shí)刻呢汛蝙？還是step2時(shí)刻呢烈涮？

image

<p style="color:blue">答案是：step1時(shí)刻！

知道這個(gè)知識(shí)點(diǎn)很重要窖剑，下面我來描述這樣一個(gè)場(chǎng)景坚洽。

假如要執(zhí)行一條update語句，那你肯定知道西土，先寫redolog（便于后續(xù)對(duì)update事務(wù)的回滾）讶舰。然后你的update邏輯將Buffer Pool中的緩存頁修改成了臟頁。

當(dāng)你準(zhǔn)備提交事物時(shí)（也就是step1階段）需了，會(huì)寫redolog跳昼，并將其標(biāo)記為prepare階段。然后再寫binlog肋乍，并將binlog落盤庐舟。

然后發(fā)生了意外，MySQL宕機(jī)了住拭。

<p style="color:blue">那我問你，當(dāng)你重啟MySQL后历帚，update對(duì)BufferPool中做出的修改是會(huì)被回滾還是會(huì)被提交呢滔岳？

答案是：會(huì)根據(jù)redolog將修改后的recovery出來，然后提交挽牢。

<p style="color:blue">那為什么會(huì)這樣做呢谱煤？

其實(shí)總的來說，不論mysql什么時(shí)刻crash禽拔，最終是commit還是rollback完全取決于MySQL能不能判斷出binlog和redolog在邏輯上是否達(dá)成了一致刘离。只要邏輯上達(dá)成了一致就可以commit，否則只能rollback睹栖。

比如還是上面描述的場(chǎng)景硫惕，binlog已經(jīng)寫了，但是MySQL最終選擇了回滾野来。那代表你的binlog比BufferPool（或者Disk）中的真實(shí)數(shù)據(jù)多出一條更新恼除，日后你用這份binlog做數(shù)據(jù)恢復(fù)，是不是結(jié)果一定是錯(cuò)誤的曼氛？

六豁辉、如何判斷binlog和redolog是否達(dá)成了一致

<p style="color:red">這個(gè)知識(shí)點(diǎn)可是純干貨！

<p style="color:green">當(dāng)MySQL寫完redolog并將它標(biāo)記為prepare狀態(tài)時(shí)舀患，并且會(huì)在redolog中記錄一個(gè)XID徽级，它全局唯一的標(biāo)識(shí)著這個(gè)事務(wù)。而當(dāng)你設(shè)置sync_binlog=1時(shí)聊浅，做完了上面第一階段寫redolog后餐抢，mysql就會(huì)對(duì)應(yīng)binlog并且會(huì)直接將其刷新到磁盤中现使。

<p style="color:green">下圖就是磁盤上的row格式的binlog記錄。binlog結(jié)束的位置上也有一個(gè)XID弹澎。

<p style="color:green">只要這個(gè)XID和redolog中記錄的XID是一致的朴下，MySQL就會(huì)認(rèn)為binlog和redolog邏輯上一致。就上面的場(chǎng)景來說就會(huì)commit苦蒿，而如果僅僅是rodolog中記錄了XID殴胧，binlog中沒有，MySQL就會(huì)RollBack

image

七佩迟、兩階段提交設(shè)計(jì)的初衷 - 分布式事務(wù)

其實(shí)兩階段提交更多的被使用在分布式事務(wù)的場(chǎng)景团滥。

我用大白話描述一個(gè)這樣的場(chǎng)景，大家自行腦補(bǔ)一下：

MySQL單機(jī)本來是支持事務(wù)的报强，但是這里所謂的分布式事務(wù)實(shí)際上指的是跨數(shù)據(jù)庫灸姊、跨集群的事務(wù)。比如說你公司的業(yè)務(wù)太火爆了秉溉，每天都產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)力惯，這些數(shù)據(jù)不僅單表存不下，甚至單庫都存不下了（已經(jīng)達(dá)到了服務(wù)器硬件存儲(chǔ)的瓶頸）

那你怎么辦召嘶？是不是只能將單庫拆分成多庫父晶？

那你拆分成多庫就會(huì)面臨這樣一個(gè)新的問題。假設(shè)Tom給Jerry轉(zhuǎn)賬弄跌，但是由于你拆分了數(shù)據(jù)庫甲喝，原本在同庫同表上的Tom和Jerry的信息，被你拆分進(jìn)A庫a表和B庫b表铛只。那你再發(fā)起轉(zhuǎn)賬邏輯時(shí)埠胖，萬一失敗了。如何回滾保證數(shù)據(jù)的安全淳玩？這就是分布式事務(wù)的要解決的問題直撤。

通常各大公司都有自己的支持分布式事務(wù)中間件，中間件的作用本質(zhì)上就是處理好各個(gè)數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)之間兩階段提交的問題凯肋。

簡(jiǎn)單來說：就是中間件要協(xié)調(diào)各個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)谊惭。

第一階段：中間件告訴各數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)，讓它們開啟XA事務(wù)侮东，然后判斷所有數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)是否已經(jīng)處于prepare狀態(tài)

第二階段：中間件判斷事務(wù)提交還是回滾的階段圈盔。如果所有節(jié)點(diǎn)都prepare那就統(tǒng)一提交。但凡出現(xiàn)一個(gè)失敗的節(jié)點(diǎn)悄雅，統(tǒng)一回滾驱敲。

這里只是稍微提及一下：兩階段提交和分布式事務(wù)的淵源。

白日夢(mèng)后續(xù)計(jì)劃還會(huì)有文章中進(jìn)一步跟大家詳細(xì)的分享分布式事務(wù)話題宽闲。

八众眨、再看MySQL兩階段寫日志

那我們?cè)賹⑺悸防氐組ySQL兩階段寫日志的話題握牧。

其實(shí)說到這里，你大概也能直接想到娩梨，其實(shí)上一篇文章中的兩階段提交沿腰，表面上其實(shí)就是兩階段寫入日志。

通過我前面的描述狈定，你也一定知道了兩份日志文件邏輯對(duì)齊的標(biāo)記是有一份相同的XID颂龙。

就是這種兩階段的機(jī)制保證了兩個(gè)日志（在分布式事務(wù)中就是多個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)）在邏輯上能達(dá)到一致的效果。

九纽什、留一個(gè)彩蛋

如果你仔細(xì)想一下措嵌，上面第三部分在分享 sync_binlog=1 加餐時(shí)，我所描述的示例場(chǎng)景其實(shí)是適用于單機(jī)MySQL的簡(jiǎn)單場(chǎng)景芦缰。

其實(shí)這個(gè)場(chǎng)景還能再復(fù)雜一些企巢！

串聯(lián)MySQL集群、將同步让蕾、半同步浪规、異步的主從復(fù)制關(guān)系以及這里的兩階段提交、日志的落盤時(shí)機(jī)探孝、幽靈事務(wù)罗丰！結(jié)合成一個(gè)場(chǎng)景效果會(huì)更好。

但是我將它放在《為研發(fā)同學(xué)定制的面試指南》排期的后半部分也就是MySQL集群部分再姑。讓我們從易到難過度過去！ 歡迎關(guān)注白日夢(mèng)找御。

十元镀、推薦閱讀（公眾號(hào)首發(fā)，歡迎關(guān)注白日夢(mèng)）

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