浅析MySQL二进制日志

查看MySQL二进制文件中的内容有两种方式

1.  mysqlbinlog

2.  SHOW BINLOG EVENTS [IN 'log_name'] [FROM pos] [LIMIT [offset,] row_count]

下面来测试一下，在mysql中执行如下操作

mysql> flush logs;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
 
mysql> insert into test.t1 values(1,'a');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
 
mysql> use test
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -A
 
Database changed
mysql> insert into test.t1 values(2,'b');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
 
mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| mysql-bin.000021 |      546 |              |                  |                   |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)

对应二进制日志中的内容如下

通过mysqlbinlog查看

# mysqlbinlog mysql-bin.000021

/*!50530 SET @@SESSION.PSEUDO_SLAVE_MODE=1*/;
/*!40019 SET @@session.max_insert_delayed_threads=0*/;
/*!50003 SET @OLD_COMPLETION_TYPE=@@COMPLETION_TYPE,COMPLETION_TYPE=0*/;
DELIMITER /*!*/;
# at
#  :: server id   end_log_pos  CRC32 0xf9bbe803     Start: binlog v , server v 5.6.-log created   ::
# Warning: this binlog is either in use or was not closed properly.
BINLOG '
Ln2zVw8BAAAAdAAAAHgAAAABAAQANS42LjMxLWxvZwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAEzgNAAgAEgAEBAQEEgAAXAAEGggAAAAICAgCAAAACgoKGRkAAQPo
u/k=
'/*!*/;
# at
#  :: server id   end_log_pos  CRC32 0x0182ee55     Query    thread_id=    exec_time=    error_code=
SET TIMESTAMP=/*!*/;
SET @@session.pseudo_thread_id=/*!*/;
SET @@session.foreign_key_checks=, @@session.sql_auto_is_null=, @@session.unique_checks=, @@session.autocommit=/*!*/;
SET @@session.sql_mode=/*!*/;
SET @@session.auto_increment_increment=, @@session.auto_increment_offset=/*!*/;
/*!\C utf8 *//*!*/;
SET @@session.character_set_client=,@@session.collation_connection=,@@session.collation_server=/*!*/;
SET @@session.lc_time_names=/*!*/;
SET @@session.collation_database=DEFAULT/*!*/;
BEGIN
/*!*/;
# at
#  :: server id   end_log_pos  CRC32 0xf9049380     Query    thread_id=    exec_time=    error_code=
SET TIMESTAMP=/*!*/;
insert into test.t1 values(,'a')
/*!*/;
# at
#  :: server id   end_log_pos  CRC32 0xdb58b5b4     Xid =
COMMIT/*!*/;
# at
#  :: server id   end_log_pos  CRC32 0xcc370a55     Query    thread_id=    exec_time=    error_code=
SET TIMESTAMP=/*!*/;
BEGIN
/*!*/;
# at
#  :: server id   end_log_pos  CRC32 0x4fa06a6e     Query    thread_id=    exec_time=    error_code=
use `test`/*!*/;
SET TIMESTAMP=/*!*/;
insert into test.t1 values(,'b')
/*!*/;
# at
#  :: server id   end_log_pos  CRC32 0x5f51e8bd     Xid =
COMMIT/*!*/;
DELIMITER ;
# End of log file
ROLLBACK /* added by mysqlbinlog */;
/*!50003 SET COMPLETION_TYPE=@OLD_COMPLETION_TYPE*/;
/*!50530 SET @@SESSION.PSEUDO_SLAVE_MODE=0*/;

解析如下：

1. at xxx，不仅仅是事件开始的位置，同样是二进制日志的物理大小

譬如上述日志中，结束位置是end_log_pos 546，则二进制日志的大小也是546.

# ll mysql-bin.
-rw-rw----  mysql mysql  Aug  : mysql-bin.

2. at 4，对应的事件类型是FORMAT_DESCRIPTION_EVENT，是所有binlog文件中的第一个事件，在一个binlog中仅出现一次，MySQL会根据FORMAT_DESCRIPTION_EVENT事件的定义来解析binlog中的其它事件。该事件类型定义了binlog版本，MySQL Server的版本，binlog的创建时间等。

3. at 120，是第一个事务开始的偏移量，对应的事件类型是QUERY_EVENT，实际上也只执行了一个BEGIN操作。

4. 下面来截取一个事件来看看

# at
#  :: server id   end_log_pos  CRC32 0xf9049380     Query    thread_id=    exec_time=    error_code=
SET TIMESTAMP=/*!*/;
insert into test.t1 values(,'a')
/*!*/;

该事件对应的事件类型是QUERY_EVENT

QUERY_EVENT类型的事件通常在以下几种情况下使用。

1> 事务开始时的BEGIN操作

2> 对于STATEMENT格式的DML操作

3> 对于ROW格式的DDL操作。

该事件会指明server_id，slave_proxy_id（会话的线程id），execution time（查询从开始执行到记录到binlog所花的时间，单位为秒），error-code（错误码），status-vars（status-vars是以键值对的形式保存起来的一系列由SET命令设置的上下文信息，譬如当前的时间戳），schema（当前选择的数据库），query（原生的DML语句，譬如insert into test.t1 values(1,'a')）

5. 同样是insert操作，一个没有切换schema，直接执行insert into test.t1 values(1,'a')，一个是先use test，再执行insert操作，反映在binlog中的内容也不一样，实际上，这会影响基于库的部分复制的判断逻辑。

6. 在执行基于binlog的部分恢复时，截止的时间点应该是commit操作的end_log_pos，而不是commit操作之前的的at xxx。

譬如，针对上面的commit操作

# at
#  :: server id   end_log_pos  CRC32 0x5f51e8bd     Xid =
COMMIT/*!*/;

如果要执行第二个insert语句，则--stop-position=546，而不是515。

7. 在用mysqlbinlog查看binlog后都会带上ROLLBACK操作，这个在执行基于binlog的部分恢复时，会有用处。

# mysqlbinlog --stop-position=515 mysql-bin.000021

....
# at
#  :: server id   end_log_pos  CRC32 0x4fa06a6e     Query    thread_id=    exec_time=    error_code=
use `test`/*!*/;
SET TIMESTAMP=/*!*/;
insert into test.t1 values(,'b')
/*!*/;
DELIMITER ;
# End of log file
ROLLBACK /* added by mysqlbinlog */;
/*!50003 SET COMPLETION_TYPE=@OLD_COMPLETION_TYPE*/;
/*!50530 SET @@SESSION.PSEUDO_SLAVE_MODE=0*/;

我只应用到binlog偏移量为515的位置，这个时候只有insert操作，而没有针对该操作的commit，所以mysqlbinlog会显式增加一个rollback操作，直接回滚事务。

通过SHOW BINLOG EVENTS查看

通过这种方式查看还是蛮直观的

mysql> show binlog events in 'mysql-bin.000021';
+------------------+-----+-------------+-----------+-------------+-----------------------------------------------+
| Log_name         | Pos | Event_type  | Server_id | End_log_pos | Info                                          |
+------------------+-----+-------------+-----------+-------------+-----------------------------------------------+
| mysql-bin.000021 |   4 | Format_desc |         1 |         120 | Server ver: 5.6.31-log, Binlog ver: 4         |
| mysql-bin.000021 | 120 | Query       |         1 |         195 | BEGIN                                         |
| mysql-bin.000021 | 195 | Query       |         1 |         298 | insert into test.t1 values(1,'a')             |
| mysql-bin.000021 | 298 | Xid         |         1 |         329 | COMMIT /* xid=25 */                           |
| mysql-bin.000021 | 329 | Query       |         1 |         408 | BEGIN                                         |
| mysql-bin.000021 | 408 | Query       |         1 |         515 | use `test`; insert into test.t1 values(2,'b') |
| mysql-bin.000021 | 515 | Xid         |         1 |         546 | COMMIT /* xid=33 */                           |
+------------------+-----+-------------+-----------+-------------+-----------------------------------------------+
7 rows in set (0.00 sec)

事务的操作是何时写入到binlog中的？

MySQL使用binlog_cache_mngr结构来缓存一个事务的所有操作，如果用户执行commit操作，则将binlog_cache_mngr中的内容写入到binlog中；如果用户执行rollback操作，则直接丢弃binlog_cache_mngr中的内容。否则的话，如果事务中的操作立刻写入到binlog中，那么在回滚时就相当麻烦。

当时有一点需要注意的是，对于非事务的存储引擎，所有的修改会立刻写入到binlog中。

譬如下面的测试中，t_myisam是myisam表，t1是innodb表，在两张表中分别插入一条记录，再执行回滚。

mysql> set autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)
 
mysql> insert into t_myisam values(1,'a');
Query OK, 1 row affected (0.07 sec)
 
mysql> insert into t1 values(4,'d');
Query OK, 1 row affected (0.06 sec)
 
mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.00 sec)
 
mysql> show warnings;
+---------+------+---------------------------------------------------------------+
| Level   | Code | Message                                                       |
+---------+------+---------------------------------------------------------------+
| Warning | 1196 | Some non-transactional changed tables couldn't be rolled back |
+---------+------+---------------------------------------------------------------+

但通过查看binlog日志的内容，即便该事务回滚了，针对t_myisam表的操作还是写入到binlog中了

mysql> show binlog events in 'mysql-bin.000017';
+------------------+-----+-------------+-----------+-------------+------------------------------------------------+
| Log_name         | Pos | Event_type  | Server_id | End_log_pos | Info                                           |
+------------------+-----+-------------+-----------+-------------+------------------------------------------------+
| mysql-bin.000017 |   4 | Format_desc |         1 |         120 | Server ver: 5.6.31-log, Binlog ver: 4          |
| mysql-bin.000017 | 120 | Query       |         1 |         199 | BEGIN                                          |
| mysql-bin.000017 | 199 | Query       |         1 |         307 | use `test`; insert into t_myisam values(1,'a') |
| mysql-bin.000017 | 307 | Query       |         1 |         387 | COMMIT                                         |
+------------------+-----+-------------+-----------+-------------+------------------------------------------------+
4 rows in set (0.00 sec)

binlog的相关参数

max_binlog_size

指定binlog文件的大小，如果当前binlog文件的大小达到了参数指定的阀值，则会创建一个新的binlog文件。

注意：binlog文件的大小可能会超过max_binlog_size的值，因为一个事务所产生的所有事件都必须要记录在同一个binlog文件中，所以即使binlog文件的大小超过max_binlog_size的值，也会等到当前事务的所有操作全部写入到binlog文件中才能切换。

sql_log_bin

会话变量，设置sql_log_bin=0表示禁用当前会话的binlog功能。

sync_binlog

MySQL 5.7.7之前，默认为0，即binlog文件在每次写入内容后并不会立即持久化到磁盘中，具体的持久化操作交给操作系统去处理。如果操作系统崩溃，可能导致对binlog的修改丢失。

为了避免这种情况，可将sync_binlog设置为1，这样在每次事务提交时，该事务的操作写入到binlog后，都会调用fsync操作将binlog的修改同步到磁盘中。但这样会降低MySQL的性能，所以可将sync_binlog设置为N，代表N个事务后才执行一次fsync操作。

实际上，在引入binlog group commit后，上述持久化的单位并不是事务了，而是一组事务。

官档解释如下：

Controls the number of binary log commit groups to collect before synchronizing the binary log to disk. When sync_binlog=, the binary log is never synchronized to disk, and when sync_binlog is set to a value greater than  this number of binary log commit groups is periodically synchronized to disk. When sync_binlog=, all transactions are synchronized to the binary log before they are committed.

参考

1. MariaDB原理与实现

2. MySQL 5.7 Reference Manual