02 | 日志系統(tǒng):一條SQL更新語句是如何執(zhí)行的赴蝇?

前面講過一條查詢語句的執(zhí)行過程一般經(jīng)過連接器菩浙,分析器,優(yōu)化器句伶,執(zhí)行器等功能模塊劲蜻,最后到達(dá)存儲(chǔ)引擎。接下來聊的是一條更新語句的執(zhí)行流程又是怎樣的呢考余?

你相信MySQL可以恢復(fù)半個(gè)月內(nèi)任意一秒的狀態(tài)嗎先嬉? 答案是可以的。

update T set c=c+1 where ID=2

前面我們說過楚堤,在一個(gè)表上有更新的時(shí)候疫蔓,跟這個(gè)表有關(guān)的查詢緩存會(huì)失效,所以這條語句就會(huì)把表 T 上所有緩存結(jié)果都清空身冬。這也就是我們一般不建議使用查詢緩存的原因鳄袍。

分析器會(huì)通過詞法和語法解析知道這是一條更新語句。優(yōu)化器決定要使用 ID 這個(gè)索引吏恭。然后拗小,執(zhí)行器負(fù)責(zé)具體執(zhí)行,找到這一行樱哼,然后更新哀九。

與查詢流程不一樣的是,更新的流程還會(huì)涉及到兩個(gè)很重要的日志模塊

redo log(重要日志):redo log 是 InnoDB 引擎特有的

當(dāng)一條語句需要更新的時(shí)候剿配,MySQL會(huì)先把需要修改的信息寫在日志上,等到空閑的時(shí)候才會(huì)去更新磁盤的信息阅束,但是填寫日志的大小是固定的呼胚。

redo log 示意圖

如圖所示:redo log 大小分為4個(gè)文件

索引從0到3,每次寫日志從0號(hào)文件開始寫,一直寫到3號(hào)文件息裸,一直這樣循環(huán)下去蝇更。

write pos 是當(dāng)前記錄的位置,一邊寫一邊后移呼盆,寫到第 3 號(hào)文件末尾后就回到 0 號(hào)文件開頭年扩。checkpoint 是當(dāng)前要擦除的位置,也是往后推移并且循環(huán)的访圃,擦除記錄前要把記錄更新到數(shù)據(jù)文件厨幻。

write pos 和 checkpoint 之間的是“粉板”上還空著的部分,可以用來記錄新的操作腿时。如果 write pos 追上 checkpoint况脆,這時(shí)候執(zhí)行新的更新,得停下來先擦掉一些記錄批糟,把 checkpoint 推進(jìn)一下格了。有了 redo log,InnoDB 就可以保證即使數(shù)據(jù)庫發(fā)生異常重啟徽鼎,之前提交的記錄都不會(huì)丟失盛末,這個(gè)能力稱為crash-safe。

bin log(歸檔日志):MySQL 的 Server 層實(shí)現(xiàn)的纬傲,所有引擎都可以使用满败。

MySQL從整體來看分為兩層:一個(gè)是Server層肤频,一個(gè)是引擎層叹括。

redo log 是InnoDB引擎特有的日志,而Server層也有屬于自己的日志宵荒,我們稱為:binlog(歸檔日志)


為什么會(huì)有兩份日志呢汁雷?

因?yàn)樽铋_始 MySQL 里并沒有 InnoDB 引擎。MySQL 自帶的引擎是 MyISAM报咳,但是

MyISAM 沒有 crash-safe 的能力侠讯,binlog 日志只能用于歸檔。而 InnoDB 是另一個(gè)公司

以插件形式引入 MySQL 的暑刃,既然只依靠 binlog 是沒有 crash-safe 能力的厢漩,所以

InnoDB 使用另外一套日志系統(tǒng)——也就是 redo log 來實(shí)現(xiàn) crash-safe 能力。


這兩種日志有以下三點(diǎn)不同岩臣。

1. redo log 是 InnoDB 引擎特有的溜嗜;binlog 是 MySQL 的 Server 層實(shí)現(xiàn)的宵膨,所有引擎都可以使用。

2. redo log 是物理日志炸宵,記錄的是“在某個(gè)數(shù)據(jù)頁上做了什么修改”辟躏;binlog 是邏輯日

志,記錄的是這個(gè)語句的原始邏輯土全,比如“給 ID=2 這一行的 c 字段加 1 ”捎琐。

3. redo log 是循環(huán)寫的,空間固定會(huì)用完裹匙;binlog 是可以追加寫入的瑞凑。“追加寫”是指

binlog 文件寫到一定大小后會(huì)切換到下一個(gè)幻件,并不會(huì)覆蓋以前的日志拨黔。

有了對(duì)這兩個(gè)日志的概念性理解,我們?cè)賮砜磮?zhí)行器和 InnoDB 引擎在執(zhí)行這個(gè)簡(jiǎn)單的

update 語句時(shí)的內(nèi)部流程绰沥。


執(zhí)行流程


你可能注意到了篱蝇,最后三步看上去有點(diǎn)“繞”,將 redo log 的寫入拆成了兩個(gè)步驟: prepare 和 commit徽曲,這就是"兩階段提交"零截。
第一階段(prepare):

? ? 首先,協(xié)調(diào)者在自身節(jié)點(diǎn)的日志中寫入一條的日志記錄秃臣,然后所有參與者發(fā)送消息prepare T涧衙,詢問這些參與者(包括自身),是否能夠提交這個(gè)事務(wù).

? ? 參與者在接受到這個(gè)prepare T 消息以后奥此,會(huì)根據(jù)自身的情況弧哎,進(jìn)行事務(wù)的預(yù)處理,如果參與者能夠提交該事務(wù)稚虎,則會(huì)將日志寫入磁盤撤嫩,并返回給協(xié)調(diào)者一個(gè)ready T信息,同時(shí)自身進(jìn)入預(yù)提交狀態(tài)狀態(tài)蠢终;如果不能提交該事務(wù)序攘,則記錄日志,并返回一個(gè)not commit T信息給協(xié)調(diào)者寻拂,同時(shí)撤銷在自身上所做的數(shù)據(jù)庫改程奠;參與者能夠推遲發(fā)送響應(yīng)的時(shí)間,但最終還是需要發(fā)送的祭钉。


第二階段(commit):

? ? 協(xié)調(diào)者會(huì)收集所有參與者的意見瞄沙,如果收到參與者發(fā)來的not commit T信息,則標(biāo)識(shí)著該事務(wù)不能提交,協(xié)調(diào)者會(huì)將Abort T? (abort終止) 記錄到日志中距境,并向所有參與者發(fā)送一個(gè)Abort T 信息泛粹,讓所有參與者撤銷在自身上所有的預(yù)操作;

? ? 如果協(xié)調(diào)者收到所有參與者發(fā)來prepare T信息肮疗,那么協(xié)調(diào)者會(huì)將Commit T日志寫入磁盤晶姊,并向所有參與者發(fā)送一個(gè)Commit T信息,提交該事務(wù)伪货。若協(xié)調(diào)者遲遲未收到某個(gè)參與者發(fā)來的信息们衙,則認(rèn)為該參與者發(fā)送了一個(gè)VOTE_ABORT信息,從而取消該事務(wù)的執(zhí)行碱呼。

? ? 參與者接收到協(xié)調(diào)者發(fā)來的Abort T信息以后蒙挑,參與者會(huì)終止提交,并將Abort T 記錄到日志中愚臀;如果參與者收到的是Commit T信息忆蚀,則會(huì)將事務(wù)進(jìn)行提交,并寫入記錄姑裂。

? ? 一般情況下馋袜,兩階段提交機(jī)制都能較好的運(yùn)行,當(dāng)在事務(wù)進(jìn)行過程中舶斧,有參與者宕機(jī)時(shí)欣鳖,他重啟以后,可以通過詢問其他參與者或者協(xié)調(diào)者茴厉,從而知道這個(gè)事務(wù)到底提交了沒有泽台。當(dāng)然,這一切的前提都是各個(gè)參與者在進(jìn)行每一步操作時(shí)矾缓,都會(huì)事先寫入日志怀酷。

那為什么需要使用兩階段提交呢?

1. 先寫 redo log 后寫 binlog嗜闻。假設(shè)在 redo log 寫完蜕依,binlog 還沒有寫完的時(shí)候,MySQL 進(jìn)程異常重啟泞辐。由于我們前面說過的笔横,redo log 寫完之后(redo log 寫完之后竞滓,待程序空閑的時(shí)候咐吼,會(huì)把數(shù)據(jù)更新到磁盤的),系統(tǒng)即使崩潰商佑,仍然能夠把數(shù)據(jù)恢復(fù)回來锯茄,所以恢復(fù)后這一行 c 的值是 1。

但是由于 binlog 沒寫完就 crash 了,這時(shí)候 binlog 里面就沒有記錄這個(gè)語句肌幽。因此晚碾,之后備份日志的時(shí)候,存起來的 binlog 里面就沒有這條語句喂急。然后你會(huì)發(fā)現(xiàn)格嘁,如果需要用這個(gè) binlog 來恢復(fù)臨時(shí)庫的話,由于這個(gè)語句的 binlog 丟失廊移,這個(gè)臨時(shí)庫就會(huì)少了這一次更新糕簿,恢復(fù)出來的這一行 c 的值就是 0,與原庫的值不同狡孔。

2. 先寫 binlog 后寫 redo log懂诗。如果在 binlog 寫完之后 crash,由于 redo log(磁盤沒有真正更新) 還沒寫苗膝,崩潰恢復(fù)以后這個(gè)事務(wù)無效殃恒,所以這一行 c 的值是 0。但是 binlog 里面已經(jīng)記錄了“把 c 從 0 改成 1”這個(gè)日志辱揭。所以离唐,在之后用 binlog 來恢復(fù)的時(shí)候就多了一個(gè)事務(wù)出來,恢復(fù)出來的這一行 c 的值就是 1问窃,與原庫的值不同

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