一分钟理解Redo Undo

数据库中有一种特殊的“日志文件”叫 Redo（重做） Undo（撤销），传统意义上的日志文件是记录系统运行状态的，主要用于系统工程师或者程序员排错。而 Reod/Undo 文件是数据库的一部分，主要用于数据恢复，保证数据的一致性和完整性。

用途

当执行 Insert、Update、Delete 动作时数据库不会真的去数据文件中执行 I/O 操作，而是分了两部分：

• 修改内存中的数据（数据库称为 Buffer）

• 记录 Redo Undo 日志

只有当 Buffer 达到刷新条件（比如脏数据达到一定比例）才会对数据文件进行操作。数据库这么设计是出于性能考虑，因为读写数据文件是一次随机 I/O 会降低系统性能；虽然 Redo Undo 也会写文件，但它是顺序写入，性能比较高。

这种顺序写入一般采用 LSM （Log Structured Merge Trees）算法，比如 Kafka，HBase、LevelDB 都采用这种结构。

因为数据并没有真正的写入数据文件，所以当数据库系统崩溃后（比如断电、系统重启、介质错误），数据库系统会利用Redo、Undo 恢复数据。

如何恢复

两个原则

• 从前向后读取 Redo，重做所有已提交的事务

• 从后往前读取 Undo，回滚未提交的事务

以上面操作为例，假设故障点发生在第一个 Write 之后。数据库启动后读取 Redo 文件没有发现已经提交的事务，什么也不做；读取 Undo 文件发现未提交的事务，恢复 X=0（假设 X 历史值为 0）。

假设故障点发生在第二个 Write 之后数据库启动后读取 Redo 文件发现没有已经提交的事务，什么也不做；读取 Undo 文件发现未提交的事务，恢复 X=1，继续回滚X=0。

假设故障点发生在 Commit 之后数据库启动后读取 Redo 文件发生已经提交的事务，执行 X=1，然后 X=2；读取 Undo 文件发现提交事务，什么也不做。

多个事务也是如此，读者可以自行尝试枚举