Mysql事务实现原理整理

一、Redo Log

Mysql中的事务的原子性和持久性是由Redo Log实现的。 Redo Log也被称为重做日志。Redo通常用来记录物理日志。Redo Log包含两部分：

Redo Log Buffer:内存中的日志缓冲，易丢失
Redo Log File: 存放在磁盘中的重做日志，不易丢失

Redo Log四种刷盘规则：

1）通过innodb_flush_log_at_trx_commit决定，其中：
     1的性能最差，即使崩溃，也不会丢失日志
     0是每1s写入日志
     2是每秒写入到buffer中，然后通过fsync同步
2）通过刷新日志频率：innodb_flush_log_at_timeout的值决定
3）当Log Buffer中已经使用的内存超过一半时，也会触发
4）当事务中存在checkpoint时，在一定程度上代表刷写到磁盘日志所在的LSN位置

LSN：日志的逻辑序列号，占8个字节

二、Undo Log

Mysql的一致性由undo log实现的。 undo log在Mysql事务的实现中主要作用： 回滚事务 多版本并发事务 MVCC 在Mysql启动事务之前，会先将要修改的数据存储到undo log中。如果事务发生回滚或数据库崩溃，可以利用undo log对数据库中未提交的事务进行回滚操作，从而保证数据的一致性。 undo log也会产生Redo Log。由于undolog的完整性和可靠性需要Redo Log来保证。数据库崩溃时，先做Redo Log数据恢复，然后做Undo Log 。

undo Log在Mysql中采用段的方式进行管理，在数据库文件中存在一种叫rollback segment的回滚段，在这个回滚段内部存在1024个undo log segment段。 undolog默认存储在共享数据表空间中，默认为idata1文件中。

undo log回滚段中，undo logs分为：

insert undo log（插入)
update undo log（更新和删除）

MVCC: 在数据表后面保存了两个隐藏列，保存行的创建版本、保存行的删除版本

DB_TRX_ID、DB_ROLL_PTR、DB_ROW_ID

三、BinLog

一种记录所有Mysql数据库表结构变更以及表数据变更的二进制日志。 BinLog的使用场景： 主从复制 数据恢复

BinLog记录的模式：

row
statement
mixed

row模式：Row模式下的BinLog文件会记录每一行数据被修改情况，然后在mysql从数据库中对相同的数据进行修改。会记录每一行修改的情况。

statement模式：BinLog文件会记录每一条修改数据的Sql语句，Mysql从数据库在复制sql语句的时候，会通过sql进程将BinLog中的sql语句解析成和mysql主数据库执行过的sql语句相同的sql语句，然后在从数据库上执行sql进程解析出来的sql语句。记录数据修改的sql语句。

mixed模式：是row和statement模式的混合。

通常情况下，采用mixed模式 mysql的BinLog文件中保存了数据库、数据库表和数据表中的数据的各种更新操作。用来表示修改操作的数据结构叫做日志事件。 比较常见的日志事件： Query Event、Row Event、Xid Event等。

BinLog的写入机制： mysql事务提交的时候，会记录事务日志和BinLog日志。其中BinLog日志先于事务日志Redo Log。

根据日志记录模式和操作触发生成日志事件。

在InnoDB存储中，提交事务时，一般会进行两个阶段的操作。

1）修改内存中事务对应的信息，并将日志写入相应的Redo Log Buffer。

2）调用fsync()函数将Redo Log Buffer中的日志信息刷新到磁盘的Redo Log文件中。

四、Bin Log和Redo Log的区别

1）BinLog是Mysql本身就有的，不管使用哪种引擎，都会存在BinLog，而Redo Log是InnoDB引擎特有的。

2）BinLog是一种逻辑日志，记录的是对数据库的所有修改操作，而RedoLog是一种物理日志，记录的是每个数据页的修改。

3）BinLog具有幂等性，而Redo Log不具有幂等性。

4）BinLog开启事务时，会将每次提交的事务一次性写入内存缓冲区，如果未开启事务，则每次成功执行插入、更新和删除语句时，就会将对应的事务信息写入内存缓冲区修改数据，而Redo Log是在数据准备之前将数据写入缓冲区的Redo Log中，然后在缓冲区中修改数据。而且在提交事务时，先将Redo Log写入缓冲区，写入完成后再提交事务。

5）BinLog只会在事务提交时，一次性写入BinLog,其日志的记录方式与事务的提交顺序有关。

6）BinLog是追加写入。Redo Log是循环写入，日志空间的大小是固定的。

7）BinLog一般用于主从复制和数据恢复，并且不具备崩溃自动恢复的能力，而Redo Log是在服务器发生的故障后重启Mysql，

上述内容来源于《深入分布式事务原理与实战》学习整理。