一条更新 sql 在 mysql 中是怎么执行的

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发布于: 2020 年 07 月 30 日
一条更新sql在mysql中是怎么执行的

redo log

如果每一次的更新操作都需要写进磁盘,然后磁盘也要找到对应的那条记录,然后再更新,整个过程IO成本、查找成本都很高。为了解决这个问题,MySQL的设计者使用了一种叫WAL的技术,WAL的全称是Write-Ahead Logging,关键点就是先写日志,再写磁盘。当有一条记录需要更新的时候,InnoDB引擎就会先把记录写到redo log里面,并更新内存,这个时候更新就算完成了。InnoDB引擎会在适当的时候,将这个操作记录更新到磁盘里面,而这个更新往往是在系统比较空闲的时候做。InnoDB的redo log是固定大小的,比如可以配置为一组4个文件,每个文件的大小是1GB,那么总共就可以记录4GB的操作。从头开始写,写到末尾就又回到开头循环写。





write pos是当前记录的位置,一边写一边后移,写到第3号文件末尾后就回到0号文件开头。checkpoint是当前要擦除的位置, 也是往后推移并且循环的,擦除记录前要把记录更新到数据文件。有了redo log,InnoDB就可以保证即使数据库发生异常重启,之前提交的记录都不会丢失,这个能力称为crash-safe



binlog

MySQL整体来看,其实就有两块:一块是Server层,它主要做的是MySQL功能层面的事情;还有一块是引擎层,负责存储相关的具体事宜。上面我们聊到redo log是InnoDB引擎特有的日志,而Server层也有自己的日志,称为 binlog(归档日志)。



为什么会有两份日志呢?



因为最开始MySQL里并没有InnoDB引擎。MySQL自带的引擎是MyISAM,但是MyISAM没有crash-safe的能力,binlog日志只 能用于归档。而InnoDB是另一个公司以插件形式引入MySQL的,既然只依靠binlog是没有crash-safe能力的,所以InnoDB使 用另外一套日志系统——也就是redo log来实现crash-safe能力。



这两种日志有以下三点不同。



  1. redo log是InnoDB引擎特有的;binlog是MySQL的Server层实现的,所有引擎都可以使用。

  2. redo log是物理日志,记录的是“在某个数据⻚上做了什么修改”;binlog是逻辑日志,记录的是这个语句的原始逻辑,比 如“给ID=2这一行的c字段加1 ”。

  3. redo log是循环写的,空间固定会用完;binlog是可以追加写入的。“追加写”是指binlog文件写到一定大小后会切换到下一 个,并不会覆盖以前的日志。



结合上面两种日志我们再来理解理解一条update的执行过程。



  1. 执行器先找引擎取ID=2这一行。ID是主键,引擎直接用树搜索找到这一行。如果ID=2这一行所在的数据⻚本来就在内存 中,就直接返回给执行器;否则,需要先从磁盘读入内存,然后再返回。

  2. 执行器拿到引擎给的行数据,把这个值加上1,比如原来是N,现在就是N+1,得到新的一行数据,再调用引擎接口写入这 行新数据。

  3. 引擎将这行新数据更新到内存中,同时将这个更新操作记录到redo log里面,此时redo log处于prepare状态。然后告知执 行器执行完成了,随时可以提交事务。

  4. 执行器生成这个操作的binlog,并把binlog写入磁盘。

  5. 执行器调用引擎的提交事务接口,引擎把刚刚写入的redo log改成提交(commit)状态,更新完成。



这里我给出这个update语句的执行流程图,图中浅色框表示是在InnoDB内部执行的,深色框表示是在执行器中执行的。





怎样让数据库恢复到半个月内任意一秒的状态?



binlog会记录所有的逻辑操作,并且是采用“追加写”的形式。如果你的DBA承诺说半个月内可以恢复,那么 备份系统中一定会保存最近半个月的所有binlog,同时系统会定期做整库备份。



  • 首先,找到最近的一次全量备份,如果你运气好,可能就是昨天晚上的一个备份,从这个备份恢复到临时库;

  • 然后,从备份的时间点开始,将备份的binlog依次取出来,重放到中午误删表之前的那个时刻。



为什么日志需要“两阶段提交”?



  1. 先写redo log后写binlog。假设在redo log写完,binlog还没有写完的时候,MySQL进程异常重启。由于我们前面说过 的,redo log写完之后,系统即使崩溃,仍然能够把数据恢复回来,所以恢复后这一行c的值是1。 但是由于binlog没写完就crash了,这时候binlog里面就没有记录这个语句。因此,之后备份日志的时候,存起来的binlog 里面就没有这条语句。 然后你会发现,如果需要用这个binlog来恢复临时库的话,由于这个语句的binlog丢失,这个临时库就会少了这一次更 新,恢复出来的这一行c的值就是0,与原库的值不同。

  2. 先写binlog后写redo log。如果在binlog写完之后crash,由于redo log还没写,崩溃恢复以后这个事务无效,所以这一行c 的值是0。但是binlog里面已经记录了“把c从0改成1”这个日志。所以,在之后用binlog来恢复的时候就多了一个事务出来, 恢复出来的这一行c的值就是1,与原库的值不同。



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