1.1. Log & Checkpoint
Innodb的事務(wù)日志是指Redo log探入，簡(jiǎn)稱(chēng)Log,保存在日志文件ib_logfile里面。Innodb還有另外一個(gè)日志Undo log，但Undo log是存放在共享表空間里面的（ibdata文件）阿浓。
由于Log和Checkpoint緊密相關(guān)堕战，因此將這兩部分合在一起分析。
名詞解釋?zhuān)篖SN引几，日志序列號(hào)昧互，Innodb的日志序列號(hào)是一個(gè)64位的整型。
1.1.1. 寫(xiě)入機(jī)制
1.1.1.1. Log寫(xiě)入
LSN實(shí)際上對(duì)應(yīng)日志文件的偏移量伟桅，新的LSN＝舊的LSN + 寫(xiě)入的日志大小敞掘。舉例如下：
LSN＝1G，日志文件大小總共為600M楣铁，本次寫(xiě)入512字節(jié)玖雁，則實(shí)際寫(xiě)入操作為：
l 求出偏移量：由于LSN數(shù)值遠(yuǎn)大于日志文件大小，因此通過(guò)取余方式盖腕，得到偏移量為400M赫冬；
l 寫(xiě)入日志：找到偏移400M的位置，寫(xiě)入512字節(jié)日志內(nèi)容溃列，下一個(gè)事務(wù)的LSN就是1000000512劲厌；
1.1.1.2. Checkpoint寫(xiě)入
Innodb實(shí)現(xiàn)了Fuzzy Checkpoint的機(jī)制，每次取到最老的臟頁(yè)听隐，然后確保此臟頁(yè)對(duì)應(yīng)的LSN之前的LSN都已經(jīng)寫(xiě)入日志文件补鼻，再將此臟頁(yè)的LSN作為Checkpoint點(diǎn)記錄到日志文件，意思就是“此LSN之前的LSN對(duì)應(yīng)的日志和數(shù)據(jù)都已經(jīng)寫(xiě)入磁盤(pán)文件”×苫希恢復(fù)數(shù)據(jù)文件的時(shí)候增淹，Innodb掃描日志文件，當(dāng)發(fā)現(xiàn)LSN小于Checkpoint對(duì)應(yīng)的LSN乌企，就認(rèn)為恢復(fù)已經(jīng)完成虑润。
Checkpoint寫(xiě)入的位置在日志文件開(kāi)頭固定的偏移量處，即每次寫(xiě)Checkpoint都覆蓋之前的Checkpoint信息加酵。
1.1.2. 管理機(jī)制
由于Checkpoint和日志緊密相關(guān)拳喻，將日志和Checkpoint一起說(shuō)明，詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制如下：
如上圖所示猪腕，Innodb的一條事務(wù)日志共經(jīng)歷4個(gè)階段：
l 創(chuàng)建階段：事務(wù)創(chuàng)建一條日志冗澈；
l 日志刷盤(pán)：日志寫(xiě)入到磁盤(pán)上的日志文件；
l 數(shù)據(jù)刷盤(pán)：日志對(duì)應(yīng)的臟頁(yè)數(shù)據(jù)寫(xiě)入到磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)文件陋葡；
l 寫(xiě)CKP：日志被當(dāng)作Checkpoint寫(xiě)入日志文件亚亲；
對(duì)應(yīng)這4個(gè)階段，系統(tǒng)記錄了4個(gè)日志相關(guān)的信息腐缤，用于其它各種處理使用：
l Log sequence number（LSN1）：當(dāng)前系統(tǒng)LSN最大值捌归，新的事務(wù)日志LSN將在此基礎(chǔ)上生成（LSN1+新日志的大小）岭粤；
l Log flushed up to（LSN2）：當(dāng)前已經(jīng)寫(xiě)入日志文件的LSN惜索；
l Oldest modified data log（LSN3）：當(dāng)前最舊的臟頁(yè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的LSN，寫(xiě)Checkpoint的時(shí)候直接將此LSN寫(xiě)入到日志文件剃浇；
l Last checkpoint at（LSN4）：當(dāng)前已經(jīng)寫(xiě)入Checkpoint的LSN巾兆；
對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，以上4個(gè)LSN是遞減的虎囚，即： LSN1>=LSN2>=LSN3>=LSN4.
具體的樣例如下（使用show innodb status /G命令查看角塑，Oldest modified data log沒(méi)有顯示）：
1.1.3. 保護(hù)機(jī)制
Innodb的數(shù)據(jù)并不是實(shí)時(shí)寫(xiě)盤(pán)的，為了避免宕機(jī)時(shí)數(shù)據(jù)丟失淘讥，保證數(shù)據(jù)的ACID屬性吉拳，Innodb至少要保證數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的日志不能丟失。對(duì)于不同的情況适揉，Innodb采取不同的對(duì)策：
l 宕機(jī)導(dǎo)致日志丟失Innodb有日志刷盤(pán)機(jī)制留攒，可以通過(guò)innodb_flush_log_at_trx_commit參數(shù)進(jìn)行控制；
l 日志覆蓋導(dǎo)致日志丟失
Innodb日志文件大小是固定的嫉嘀，寫(xiě)入的時(shí)候通過(guò)取余來(lái)計(jì)算偏移量炼邀，這樣存在兩個(gè)LSN寫(xiě)入到同一位置的可能，后面寫(xiě)的把前面寫(xiě)得就覆蓋了剪侮，以“寫(xiě)入機(jī)制”章節(jié)的樣例為例拭宁，LSN＝100000000和LSN＝1600000000兩個(gè)日志的偏移量是相同的了洛退。這種情況下，為了保證數(shù)據(jù)一致性杰标，必須要求LSN=1000000000對(duì)應(yīng)的臟頁(yè)數(shù)據(jù)都已經(jīng)刷到磁盤(pán)中兵怯，也就是要求Last checkpoint對(duì)應(yīng)的LSN一定要大于1000000000，否則覆蓋后日志也沒(méi)有了腔剂，數(shù)據(jù)也沒(méi)有刷盤(pán)媒区，一旦宕機(jī)，數(shù)據(jù)就丟失了掸犬。
為了解決第二種情況導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題袜漩，Innodb實(shí)現(xiàn)了一套日志保護(hù)機(jī)制，詳細(xì)實(shí)現(xiàn)如下：
上圖中湾碎，直線(xiàn)代表日志空間（Log cap宙攻，約等于日志文件總大小*0.8，0.8是一個(gè)安全系數(shù))介褥，Ckp age和Buf age是兩個(gè)浮動(dòng)的點(diǎn)座掘，Buf async、Buf sync柔滔、Ckp async溢陪、Ckp sync是幾個(gè)固定的點(diǎn)。各個(gè)概念的含義如下：
當(dāng)事務(wù)執(zhí)行速度大于臟頁(yè)刷盤(pán)速度時(shí)廊遍，Ckp age和Buf age會(huì)逐步增長(zhǎng)，當(dāng)達(dá)到async點(diǎn)的時(shí)候贩挣，強(qiáng)制進(jìn)行臟頁(yè)刷盤(pán)或者寫(xiě)Checkpoint喉前，如果這樣做還是趕不上事務(wù)執(zhí)行的速度，則為了避免數(shù)據(jù)丟失王财，到達(dá)sync點(diǎn)的時(shí)候，會(huì)阻塞其它所有的事務(wù)，專(zhuān)門(mén)進(jìn)行臟頁(yè)刷盤(pán)或者寫(xiě)Checkpoint暑椰。
因此從理論上來(lái)說(shuō),只要事務(wù)執(zhí)行速度大于臟頁(yè)刷盤(pán)速度洽议，最終都會(huì)觸發(fā)日志保護(hù)機(jī)制，進(jìn)而將事務(wù)阻塞挂疆，導(dǎo)致MySQL操作掛起改览。
由于寫(xiě)Checkpoint本身的操作相比寫(xiě)臟頁(yè)要簡(jiǎn)單，耗費(fèi)時(shí)間也要少得多缤言，且Ckp sync點(diǎn)在Buf sync點(diǎn)之后宝当，因此絕大部分的阻塞都是阻塞在了Buf sync點(diǎn)，這也是當(dāng)事務(wù)阻塞的時(shí)候胆萧，IO很高的原因庆揩，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候在不斷的刷臟頁(yè)數(shù)據(jù)到磁盤(pán)。例如如下截圖的日志顯示了很多事務(wù)阻塞在了Buf sync點(diǎn)：
附注：Innodb的日志保護(hù)機(jī)制實(shí)現(xiàn)可以參考log0log.c文件的void log_check_margins(v
