Mysql面试题系列-什么是crash-safe能力？什么是两阶段提交？
前言
这是我的第一篇Mysql系列的文章，接下来我将以Mysql面试题为线索，写一系列Mysql相关的文章，欢迎关注和支持,有需要的小伙伴可以先收藏再看哦~
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正文
Innodb引擎具有crash-safe能力，这种crash-safe 能力，是通过引擎层的redo log 来实现的。
redo log
事务在提交写入磁盘前，会先写到redo log里面去。
为什么不直接写到Mysql中去？这是因为数据写到Mysql中去，需要找到磁盘的Mysql的对应的页，涉及磁盘的随机I/O访问，涉及磁盘随机I/O访问是非常消耗时间的一个过程，相比这个时间，先写入redo log，后面再找合适的时机刷盘，能大大提升效率。
另外，如果Mysql 进程异常重启了，系统会自动去检查redo log，将未写入到Mysql的数据从redo log恢复到Mysql中去。
redo log存储的是页的物理日志，即在这个页上做了什么改动。
redo log是固定大小的一组文件，采用“循环写“的方式，如下图，redo log可以设置为一组4个文件：
什么是循环写呢？事务提交时，会先写到redo log里面去，当写完一个事务时，write pos会往前移动，在redo log中的记录被更新到数据库中时，checkpoint 会往前移动。
write pos和 checkpoint 之间的记录，是可以被擦除的。
当write pos 和 checkpoint 重合时，write pos会回到最开头的文件，重新开始写。
其中checkpoint 表示已经刷新到磁盘上的日志序列号，即LSN。
另外，每个页上也会记录一个LSN,用于表示已经刷新的数据。
crash-safe
redo log的存在使得数据库具有crash-safe能力，即如果Mysql 进程异常重启了，系统会自动去检查redo log，将未写入到Mysql的数据从redo log恢复到Mysql中去。
当数据库发生异常重启时，系统会自动定位到上次checkpoint的位置，同时，每个数据页中也存在一个LSN，当redo log中的LSN大于数据页中的LSN时，说明重启前redo log中的数据未完全写入数据页中，那么将从数据页中记录的LSN开始，从redo log中恢复数据。
比如redolog 的LSN 是 13000，数据库页的LSN是 10000，那么说明重启前有部分数据未完全刷入到磁盘的数据页中，那么系统将会恢复redo log 中LSN从10000开始到13000的记录到数据页中。
当redo log中的LSN小于数据页中的LSN时，说明数据页已经被刷到该位置，所以不需要进行恢复。
两阶段提交
Mysql Server的大体架构
Mysql大体可以分为Server层和存储引擎层，其中binlog在Server层，redo log在存储引擎层。
binlog简介
binlog是Mysql server层的日志，主要用于数据误删后进行数据恢复，另外，主从复制也需要依靠binlog。
过程
redolog 是Mysql InnoDB引擎层的日志，为了保证两份日志最终恢复到数据库的数据是一致的，采用两阶段提交的机制。
主要过程如下：
1）执行器调用存储引擎接口，存储引擎将修改更新到内存中后，将修改操作写到redo log里面，此时redo log处于prepare状态；
2）存储引擎告知执行器执行完毕，执行器开始将操作写入到bin log中，写完后调用存储引擎的接口提交事务；
3）存储引擎将redo log的状态置为commit。
两阶段提交机制的必要性
binlog 存在于Mysql Server层中，主要用于数据恢复；当数据被误删时，可以通过上一次的全量备份数据加上某段时间的binlog将数据恢复到指定的某个时间点的数据。
redo log 存在于InnoDB 引擎中，InnoDB引擎是以插件形式引入Mysql的，redo log的引入主要是为了实现Mysql的crash-safe能力。
假设redo log和binlog分别提交，可能会造成用日志恢复出来的数据和原来数据不一致的情况。
1）假设先写redo log再写binlog，即redo log没有prepare阶段，写完直接置为commit状态，然后再写binlog。那么如果写完redo log后Mysql宕机了，重启后系统自动用redo log 恢复出来的数据就会比
binlog记录的数据多出一些数据，这就会造成磁盘上数据库数据页和binlog的不一致，下次需要用到
binlog恢复误删的数据时，就会发现恢复后的数据和原来的数据不一致。
2）假设先写binlog再写redolog。如果写完redo log后Mysql宕机了，那么binlog上的记录就会比磁盘上数据页的记录多出一些数据出来，下次用binlog恢复数据，就会发现恢复后的数据和原来的数据不一致。
由此可见，redo log和binlog的两阶段提交是非常必要的。
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巨人的肩膀(参考资料)：
丁奇《Mysql实战45讲》
书籍《Mysql技术内幕：InnoDB存储引擎》