mysql事务日志（redo、undo）

1.mysql事务日志的分类

innodb事务日志包括redo log 和 undo log ，redo log是重做日志，提供前滚操作，undo是回滚日志，提供回滚操作。

2.redo log—redo日志

redo是重做日志，记录的是新数据的备份，在事务提交前，只需要将redo log持久化即可，当系统崩溃时，虽然数据没有持久化，但是redo log已经持久化拉，系统可以根据redo log的内容，将所有数据恢复到最新状态。redo log保证了事务的持久性。

2.1为什么要用redo log

1、事务提交后，必须将事务对数据的修改刷（fsyn）到磁盘上，才能保证事务的ACID特性。
2、这个刷盘是一个随机写，随机写性能较低，如果每次事务提交都刷盘，会极大的影响数据建库的性能。

2.1.1日志刷盘的规则

默认情况下事务每次提交的时候都会刷事务日志到磁盘中， 这是因为变量 innodb_flush_log_at_trx_commit 的值为1。但是innodb不仅仅只会在有commit动作后才会刷日志到磁盘，这只是innodb存储引擎刷日志的规则之一。
刷日志到磁盘的规则：
1.发出commit动作时。已经说明过，commit发出后是否刷日志由变量 innodb_flush_log_at_trx_commit 控制。
2.每秒刷一次。这个刷日志的频率由变量 innodb_flush_log_at_timeout 值决定，默认是1秒。要注意，这个刷日志频率和commit动作无关。
3.当log buffer中已经使用的内存超过一半时。
4.当有checkpoint时，checkpoint在一定程度上代表了刷到磁盘时日志所处的LSN位置。

2.2随机写性能差的优化方案

1、先写日志，将随机写优化为顺序写
2、将每次写优化为批量写

2.3redo日志的三层架构

2.4日志落盘的步骤

• 事务提交时，会写入log buffer，这里调用的是mysql自己的函数writeRedoLog
• 只有当mysql发起系统调用写文件write时，log buffer里的数据，才会写到OS cache，注意：mysql系统调用完write之后，就认为文件已经写完，至于什么时候落盘，由操作系统决定。
• 操作系统将 OS cache里的数据，刷到磁盘上（mysql也可以主动去刷）

优缺点：

• 将每次写优化为批量写，提高性能
• 可能会造成数据丢失

事务提交时，将redo log写入log buffer，认为事务提交成功，如果write OS cache之前或者是刷盘之前，系统 崩溃则会造成数据丢失。

2.5刷盘的三种策略

注意：mysql通过innodb flush log at trx commit 参数设置redo log的刷盘策略
策略一：innodb_flush_log_at_trx_commit =0(性能最佳)
每隔1秒，将log buffer中的数据批量写到OS Cache中，同时mysql主动刷盘。如果数据库崩溃，有一秒的数据丢失

策略二：innodb_flush_log_at_trx_commit =1（强一致）
每次事务提交，都将log buffer中的数据write入OS Cache中，同时mysql主动刷盘，将数据写入磁盘，这种策略是mysql默认的策略，为的是保证ACID特性。

策略三：innodb_flush_log_at_trx_commit = 2
每次事务提交，都将log buffer中的数据写入os cache中，每隔一秒，mysql做一次刷盘，如果操作系统崩溃，会有一秒数据丢失

问：高并发业务，行业最佳实践，是使用第三种折中配置（=2）
配置为2和配置为0，性能差异并不大，因为将数据从log buffer拷贝到os cache，虽然跨越用户态与内核态，但毕竟是内存数据拷贝，速度很快
配置为2和配置为0，安全性差异巨大，操作系统崩溃的概率相比mysql应用程序崩溃的概率，小的多，设置为2，只要操作系统不崩溃，数据就不会丢失

3.undo log—redo日志

undo log是回滚日志，是为了实现事务的原子性，记录了事务的操作行为；在mysql数据库innodb存储引擎中，还用undo log来实现多版本的并发控制—mvcc
除了回滚操作，undo的另一个作用是MVCC，即在innodb存储引擎中MVCC的实现是通过undo来完成。当用户读取一行记录时，若该记录已经被其他事务占用，当前事务可以通过undo读取之前的行版本信息，来实现非锁定读取。

3.1事务的原子性

事务中的所有操作，要么全部成功，要么不做任何操作，如果在执行过程中发生了错误，要回滚到事务开始前的状态，就像这个事务从来没有执行过。

3.2事务的持久性

事务一旦完成，该事务对数据库所做的所有修改都会持久的保存到数据库中，为了保证持久性，数据库系统会将修改后的数据完全的记录到持久的存储上。

3.3简易流程

假如数据库有一条数据A=1

• 开启事务
• 记录A=1到undo日志中
• 修改A=3
• 将undo日志写到磁盘中
• 事务提交

3.4undo log 的存储方式

innodb存储引擎对undo的管理采用段方式：rollback segment成为回滚段，每个回滚段中有1024个undo segment