前言

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在前一阵子，大哥问过我：”你知道MySQL的原子性是怎么保证的吗“。我懵逼了，MySQL怎么保证原子性？我不会啊。

谁都知道在事务里边原子性的意思：”一个事务包含多个操作，这些操作要么全部执行，要么全都不执行“

于是大哥就给我讲：”用的就是 undo log 啊“。

我：”卧槽，又是知识盲区“

后来在网上翻了一下，MySQL里边还有几种常见的log，分别为：

  • undo log
  • binlog
  • redo log

如果你也未曾关注过这些log，麻烦在评论区给我留个言，让我觉得不是只有我一个人这么菜，行不行？

后来我又去搜了一下，其实这几种log在面试的时候也经常会问到，这篇文章以最简单的方式来讲讲，希望对大家有帮助。

一、什么是binlog

binlog其实在日常的开发中是听得很多的，因为很多时候数据的更新就依赖着binlog。

举个很简单的例子：我们的数据是保存在数据库里边的嘛，现在我们对某个商品的某个字段的内容改了（数据库变更），而用户检索的出来数据是走搜索引擎的。为了让用户能搜到最新的数据，我们需要把引擎的数据也改掉。

一句话：数据库的变更，搜索引擎的数据也需要变更。

于是，我们就会监听binlog的变更，如果binlog有变更了，那我们就需要将变更写到对应的数据源。

什么是binlog？

binlog记录了数据库表结构和表数据变更，比如update/delete/insert/truncate/create。它不会记录select（因为这没有对表没有进行变更）

binlog长什么样？

binlog我们可以简单理解为：存储着每条变更的SQL语句（当然从下面的图看来看，不止SQL，还有XID「事务Id」等等）

binlog一般用来做什么

主要有两个作用：复制和恢复数据

  • MySQL在公司使用的时候往往都是一主多从结构的，从服务器需要与主服务器的数据保持一致，这就是通过binlog来实现的
  • 数据库的数据被干掉了，我们可以通过binlog来对数据进行恢复。

因为binlog记录了数据库表的变更，所以我们可以用binlog进行复制（主从复制)和恢复数据。

二、什么是redo log

假设我们有一条sql语句：

update user_table set name='java3y' where id = '3'

MySQL执行这条SQL语句，肯定是先把id=3的这条记录查出来，然后将name字段给改掉。这没问题吧？

实际上Mysql的基本存储结构是页(记录都存在页里边)，所以MySQL是先把这条记录所在的页找到，然后把该页加载到内存中，将对应记录进行修改。

现在就可能存在一个问题：如果在内存中把数据改了，还没来得及落磁盘，而此时的数据库挂了怎么办？显然这次更改就丢了。

如果每个请求都需要将数据立马落磁盘之后，那速度会很慢，MySQL可能也顶不住。所以MySQL是怎么做的呢？

MySQL引入了redo log，内存写完了，然后会写一份redo log，这份redo log记载着这次在某个页上做了什么修改。

其实写redo log的时候，也会有buffer，是先写buffer，再真正落到磁盘中的。至于从buffer什么时候落磁盘，会有配置供我们配置。

写redo log也是需要写磁盘的，但它的好处就是顺序IO（我们都知道顺序IO比随机IO快非常多）。

所以，redo log的存在为了：当我们修改的时候，写完内存了，但数据还没真正写到磁盘的时候。此时我们的数据库挂了，我们可以根据redo log来对数据进行恢复。因为redo log是顺序IO，所以写入的速度很快，并且redo log记载的是物理变化（xxxx页做了xxx修改），文件的体积很小，恢复速度很快。

三、binlog和redo log

看到这里，你可能会想：binlog和redo log 这俩也太像了吧，都是用作”恢复“的。

其实他俩除了"恢复"这块是相似的，很多都不一样，下面看我列一下。

存储的内容

binlog记载的是update/delete/insert这样的SQL语句，而redo log记载的是物理修改的内容（xxxx页修改了xxx）。

所以在搜索资料的时候会有这样的说法：redo log 记录的是数据的物理变化，binlog 记录的是数据的逻辑变化

功能

redo log的作用是为持久化而生的。写完内存，如果数据库挂了，那我们可以通过redo log来恢复内存还没来得及刷到磁盘的数据，将redo log加载到内存里边，那内存就能恢复到挂掉之前的数据了。

binlog的作用是复制和恢复而生的。

  • 主从服务器需要保持数据的一致性，通过binlog来同步数据。
  • 如果整个数据库的数据都被删除了，binlog存储着所有的数据变更情况，那么可以通过binlog来对数据进行恢复。

又看到这里，你会想：”如果整个数据库的数据都被删除了，那我可以用redo log的记录来恢复吗？“不能

因为功能的不同，redo log 存储的是物理数据的变更，如果我们内存的数据已经刷到了磁盘了，那redo log的数据就无效了。所以redo log不会存储着历史所有数据的变更，文件的内容会被覆盖的。

binlog和redo log 写入的细节

redo log是MySQL的InnoDB引擎所产生的。

binlog无论MySQL用什么引擎，都会有的。

InnoDB是有事务的，事务的四大特性之一：持久性就是靠redo log来实现的（如果写入内存成功，但数据还没真正刷到磁盘，如果此时的数据库挂了，我们可以靠redo log来恢复内存的数据，这就实现了持久性）。

上面也提到，在修改的数据的时候，binlog会记载着变更的类容，redo log也会记载着变更的内容。（只不过一个存储的是物理变化，一个存储的是逻辑变化）。那他们的写入顺序是什么样的呢？

redo log事务开始的时候，就开始记录每次的变更信息，而binlog是在事务提交的时候才记录。

于是新有的问题又出现了：我写其中的某一个log，失败了，那会怎么办？现在我们的前提是先写redo log，再写binlog，我们来看看：

  • 如果写redo log失败了，那我们就认为这次事务有问题，回滚，不再写binlog。
  • 如果写redo log成功了，写binlog，写binlog写一半了，但失败了怎么办？我们还是会对这次的事务回滚，将无效的binlog给删除（因为binlog会影响从库的数据，所以需要做删除操作）
  • 如果写redo log和binlog都成功了，那这次算是事务才会真正成功。

简单来说：MySQL需要保证redo log和binlog的数据是一致的，如果不一致，那就乱套了。

  • 如果redo log写失败了，而binlog写成功了。那假设内存的数据还没来得及落磁盘，机器就挂掉了。那主从服务器的数据就不一致了。（从服务器通过binlog得到最新的数据，而主服务器由于redo log没有记载，没法恢复数据）
  • 如果redo log写成功了，而binlog写失败了。那从服务器就拿不到最新的数据了。

MySQL通过两阶段提交来保证redo log和binlog的数据是一致的。

过程：

  • 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，恢复过程中，binlog 最后一个 XID event 之后的内容都应该被 purge。

四、什么是undo log

undo log有什么用？

undo log主要有两个作用：回滚和多版本控制(MVCC)

在数据修改的时候，不仅记录了redo log，还记录undo log，如果因为某些原因导致事务失败或回滚了，可以用undo log进行回滚

undo log主要存储的也是逻辑日志，比如我们要insert一条数据了，那undo log会记录的一条对应的delete日志。我们要update一条记录时，它会记录一条对应相反的update记录。

这也应该容易理解，毕竟回滚嘛，跟需要修改的操作相反就好，这样就能达到回滚的目的。因为支持回滚操作，所以我们就能保证：“一个事务包含多个操作，这些操作要么全部执行，要么全都不执行”。【原子性】

因为undo log存储着修改之前的数据，相当于一个前版本，MVCC实现的是读写不阻塞，读的时候只要返回前一个版本的数据就行了。

最后

这篇文章把binlog /redo log/undo log最核心的知识给讲了，还有一些细节性的东西可以自行去补充（比如binlog有几种的模式，以及文章提到的刷盘策略等等）

如果觉得学到了，请给我个赞行不行。

参考资料：

如果大家想要实时关注我更新的文章以及分享的干货的话，可以关注我的公众号「Java3y」。