聊聊Redo Log是什么?

数据库 MySQL
说到MySQL,有两块日志一定绕不开,一个是InnoDB存储引擎的redo log(重做日志),另一个是MySQL Servce层的 binlog(归档日志)。

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本文转载自微信公众号「程序猿阿星」,作者程序猿阿星。转载本文请联系程序猿阿星公众号。

前言

说到MySQL,有两块日志一定绕不开,一个是InnoDB存储引擎的redo log(重做日志),另一个是MySQL Servce层的 binlog(归档日志)。

只要是数据更新操作,就一定会涉及它们,今天就来聊聊redo log(重做日志)。

redo log

redo log(重做日志)是InnoDB存储引擎独有的,它让MySQL拥有了崩溃恢复能力。

比如MySQL实例挂了或宕机了,重启时,InnoDB存储引擎会使用redo log恢复数据,保证数据的持久性与完整性。

上一篇中阿星讲过,MySQL中数据是以页为单位,你查询一条记录,会从硬盘把一页的数据加载出来,加载出来的数据叫数据页,会放入到Buffer Pool中。

后续的查询都是先从Buffer Pool中找,没有命中再去硬盘加载,减少硬盘IO开销,提升性能。

更新表数据的时候,也是如此,发现Buffer Pool里存在要更新的数据,就直接在Buffer Pool里更新。

然后会把“在某个数据页上做了什么修改”记录到重做日志缓存(redo log buffer)里,接着刷盘到redo log文件里。

理想情况,事务一提交就会进行刷盘操作,但实际上,刷盘的时机是根据策略来进行的。

小贴士:每条redo记录由“表空间号+数据页号+偏移量+修改数据长度+具体修改的数据”组成

刷盘时机

InnoDB存储引擎为redo log的刷盘策略提供了innodb_flush_log_at_trx_commit参数,它支持三种策略

  • 设置为0的时候,表示每次事务提交时不进行刷盘操作
  • 设置为1的时候,表示每次事务提交时都将进行刷盘操作(默认值)
  • 设置为2的时候,表示每次事务提交时都只把redo log buffer内容写入page cache

另外InnoDB存储引擎有一个后台线程,每隔1秒,就会把redo log buffer中的内容写到文件系统缓存(page cache),然后调用fsync刷盘。

也就是说,一个没有提交事务的redo log记录,也可能会刷盘。

为什么呢?

因为在事务执行过程redo log记录是会写入redo log buffer中,这些redo log记录会被后台线程刷盘。

除了后台线程每秒1次的轮询操作,还有一种情况,当redo log buffer占用的空间即将达到innodb_log_buffer_size一半的时候,后台线程会主动刷盘。

下面是不同刷盘策略的流程图

  1. innodb_flush_log_at_trx_commit=0 

为0时,如果MySQL挂了或宕机可能会有1秒数据的丢失。

  1. innodb_flush_log_at_trx_commit=1 

为1时, 只要事务提交成功,redo log记录就 一定在硬盘里,不会有任何数据丢失。

如果事务执行期间MySQL挂了或宕机,这部分日志丢了,但是事务并没有提交,所以日志丢了也不会有损失。

  1. innodb_flush_log_at_trx_commit=2 

为2时, 只要事务提交成功,redo log buffer中的内容只写入文件系统缓存(page cache)。

如果仅仅只是MySQL挂了不会有任何数据丢失,但是宕机可能会有1秒数据的丢失。

日志文件组

硬盘上存储的redo log日志文件不只一个,而是以一个日志文件组的形式出现的,每个的redo日志文件大小都是一样的。

比如可以配置为一组4个文件,每个文件的大小是1GB,整个redo log日志文件组可以记录4G的内容。

它采用的是环形数组形式,从头开始写,写到末尾又回到头循环写,如下图所示。

在个日志文件组中还有两个重要的属性,分别是write pos、checkpoint

  • write pos是当前记录的位置,一边写一边后移
  • checkpoint是当前要擦除的位置,也是往后推移

每次刷盘redo log记录到日志文件组中,write pos位置就会后移更新。

每次MySQL加载日志文件组恢复数据时,会清空加载过的redo log记录,并把checkpoint后移更新。

write pos和checkpoint之间的还空着的部分可以用来写入新的redo log记录。

如果write pos追上checkpoint,表示日志文件组满了,这时候不能再写入新的redo log记录,MySQL得停下来,清空一些记录,把checkpoint推进一下。

本文到此就结束了,下篇会聊聊binlog(归档日志)。

小结

相信大家都知道redo log的作用和它的刷盘时机、存储形式。

现在我们来思考一问题,只要每次把修改后的数据页直接刷盘不就好了,还有redo log什么事。

它们不都是刷盘么?差别在哪里?

  1. 1 Byte = 8bit 
  2. 1 KB = 1024 Byte 
  3. 1 MB = 1024 KB 
  4. 1 GB = 1024 MB 
  5. 1 TB = 1024 GB 

实际上,数据页大小是16KB,刷盘比较耗时,可能就修改了数据页里的几Byte数据,有必要把完整的数据页刷盘吗?

而且数据页刷盘是随机写,因为一个数据页对应的位置可能在硬盘文件的随机位置,所以性能是很差。

如果是写redo log,一行记录可能就占几十Byte,只包含表空间号、数据页号、磁盘文件偏移 量、更新值,再加上是顺序写,所以刷盘速度很快。

所以用redo log形式记录修改内容,性能会远远超过刷数据页的方式,这也让数据库的并发能力更强。

其实内存的数据页在一定时机也会刷盘,我们把这称为页合并,讲Buffer Pool的时候会对这块细说

站在巨人的肩膀上

 

  • 《MySQL实战45讲》
  • 《从零开始带你成为MySQL实战优化高手》
  • 《MySQL是怎样运行的:从根儿上理解MySQL》
  • 《MySQL技术Innodb存储引擎》

 

责任编辑:武晓燕 来源: 程序猿阿星
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