【参考书籍:mysql技术内幕 INNODB存储引擎】【参考了一些博客内容】

事务的隔离性由锁机制来实现,事务的原子性,一致性,持久性通过INNODB的redo log和undo log来完成。

redo log:称为重做日志,用来保证事务的原子性和持久性。

undo log:用来保证事务的一致性。

二者的区别:

undo log:记录某数据修改之前的值,可以用来在事务失败时,进行rollback。undo是逻辑日志,根据每行记录进行记录。

redo log:用于记录某数据被修改之后的值,用来恢复未写入datafile,但是已经成功commit的数据。redo log通常是物理日志,记录的是页的物理修改操作。

redo 日志:

重做日志用来实现事务的持久性,有两部分组成:第一:是内存中的重做日志缓冲,易丢失;第二:重做日志文件,是持久性的。

redo log日志的产生

为了最大程度避免数据写入时io瓶颈带来的性能问题,MySQL采用了这样一种缓存机制:当query修改数据库内数据时,InnoDB先将该数据从磁盘读取到内存中,修改内存中的数据拷贝,并将该修改行为持久化到磁盘上的事务日志(先写redo log buffer,再定期批量写入),而不是每次都直接将修改过的数据记录到硬盘内,等事务日志持久化完成之后,内存中的脏数据可以慢慢刷回磁盘,称之为Write-Ahead Logging。事务日志采用的是追加写入,顺序io会带来更好的性能优势。

为了避免脏数据刷回磁盘过程中,掉电或系统故障带来的数据丢失问题,InnoDB采用事务日志(redo log)来解决该问题

undo log日志产生:

为了满足事务的原子性,在操作任何数据之前,首先将数据备份到Undo Log,然后进行数据的修改。如果出现了错误或者用户执行了ROLLBACK语句,系统可以利用Undo Log中的备份将数据恢复到事务开始之前的状态。与redo log不同的是,磁盘上不存在单独的undo log文件,它存放在数据库内部的一个特殊段(segment)中,这称为undo段(undo segment),undo段位于共享表空间内。

通过一个实例说明undo log与redo log的用法:

例如某一事务的事务序号为T1,其对数据X进行修改,设X的原值是5,修改后的值为15,那么Undo日志为<T1, X, >,Redo日志为<T1, X, >。

也有把undo和redo结合起来的做法,叫做Undo/Redo日志,在这个例子中Undo/Redo日志为<T1, X, 5, 15>

当用户生成一个数据库事务时,undo log buffer会记录被修改的数据的原始值,redo会记录被修改的数据的更新后的值。

redo日志应首先持久化在磁盘上,然后事务的操作结果才写入db buffer,(此时,内存中的数据和data file对应的数据不同,我们认为内存中的数据是脏数据),db buffer再选择合适的时机将数据持久化到data file中。这种顺序可以保证在需要故障恢复时恢复最后的修改操作。先持久化日志的策略叫做Write Ahead Log,即预写日志。

在很多系统中,undo日志并非存到日志文件中,而是存放在数据库内部的一个特殊段中。本文中就把这些存储行为都泛化为undo日志存储到undo log file中。

对于某事务T,在log file的记录中必须开始于事务开始标记(比如“start T”),结束于事务结束标记(比如“end T”、”commit T”)。在系统恢复时,如果在log file中某个事务没有事务结束标记,那么需要对这个事务进行undo操作,如果有事务结束标记,则redo。

在db buffer中的内容写入磁盘数据库文件之前,应当把log buffer的内容写入磁盘日志文件。

有一个问题,redo log buffer和undo log buffer存储的事务数量是多少,是按照什么规则将日志写入log file?如果存储的事务数量都是1个,也就意味着是将日志立即刷入磁盘,那么数据的一致性很好保证。在执行事T时,突然断电,如果未对磁盘上的redo log file发生追加操作,可以把这个事务T看做未成功。如果redo log file被修改,则认为事务是成功了,重启数据库使用redo log恢复数据到db buffer和 data file即可。

如果存储多个的话,其实也挺好解释的。就是db buffer写入data file之前,先把日志写入log file。这种方式可以减少磁盘IO,增加吞吐量。不过,这种方式适用于一致性要求不高的场合。因为如果出现断电等系统故障,log buffer、db buffer中的完成的事务会丢失。以转账为例,如果用户的转账事务在这种情况下丢失了,这意味着在系统恢复后用户需要重新转账。

幂等性:

在日志文件中的操作记录应该具有幂等性。幂等性,就是说同一个操作执行多次和执行一次,结果是一样的。例如,5*1 = 5*1*1*1,所以对5的乘1操作具有幂等性。日志文件在故障恢复中,可能会回放多次(比如第一次回放到一半时系统断电了,不得不再重新回放),如果操作记录不满足幂等性,会造成数据错误。

【本篇博文参考多遍博文】

https://blog.csdn.net/kobejayandy/article/details/50885693

https://blog.csdn.net/chenlvzhou/article/details/40537839

等等

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