MySQL——数据库日志

MySQL——数据库日志

对于线上数据库应用系统，突然遭遇数据库宕机怎么办?在这种情况下，定位宕机的原因就非常关键。我们可以查看数据库的错误日志。因为日志中记录了数据库运行中的诊断信息，包括了错误、警告和注释等信息。比如:从日志中发现某个连接中的sQL操作发生了死循环，导致内存不足，被系统强行终止了。明确了原因，处理起来也就轻松了，系统很快就恢复了运行。

除了发现错误，日志在数据复制、数据恢复、操作审计，以及确保数据的永久性和一致性等方面，都有着不可替代的作用。

千万不要小看日志。很多看似奇怪的问题，答案往往就藏在日志里。很多情况下，只有通过查看日志才能发现问题的原因，真正解决问题。所以，一定要学会查看日志，养成检查日志的习惯，对提升你的数据库应用开发能力至关重要。

1.MySQL支持的日志

1.1日志类型
MySQL有不同类型的日志文件，用来存储不同类型的日志，分为二进制日志、错误日志、通用查询日志和慢查询日志，这也是常用的4种。MySQL 8又新增两种支持的日志:中继日志和数据定义语句日志。使用这些日志文件，可以查看MySQL内部发生的事情。

这6类日志分别为:

• 慢查询日志:记录所有执行时间超过long_query_time的所有查询，方便我们对查询进行优化。
• 通用查询日志:记录所有连接的起始时间和终止时间，以及连接发送给数据库服务器的所有指令，对我们复原操作的实际场景、发现问题，甚至是对数据库操作的审计都有很大的帮助。
• 错误日志:记录MysQL服务的启动、运行或停止MysQL服务时出现的问题，方便我们了解服务器的状态，从对服务器进行维护。
• 二进制日志:记录所有更改数据的语句，可以用于主从服务器之间的数据同步，以及服务器遇到故障时数据的无损失恢复。
• 中继日志:用于主从服务器架构中，从服务器用来存放主服务器二进制日志内容的一个中间文件。从服务器通过读取中继日志的内容，来同步主服务器上的操作。
• 数据定义语句日志:记录数据定义语句执行的元数据操作。

除二进制日志外，其他日志都是文本文件。默认情况下，所有日志创建于MySQL数据目录中。

1.2日志的弊端

• 日志功能会降低MySQL数据库的性能。例如，在查询非常频繁的MySQL数据库系统中，如果开启了通用查询日志和慢查询日志，MySQL数据库会花费很多时间记录日志。
• 日志会占用大量的磁盘空间。对于用户量非常大、操作非常频繁的数据库，日志文件需要的存储空间设置比数据库文件需要的存储空间还要大。

2.慢查询日志

前面的文章有过介绍，此处省略。

3、通用查询日志

通用查询日志用来记录用户的所有操作，包括启动和关闭MysQL服务、所有用户的连接开始时间和截止时间、发给MysQL数据库服务器的所有sQL指令等。当我们的数据发生异常时，查看通用查询日志，还原操作时的具体场景，可以帮助我们准确定位问题。

3.1问题场景
在电商系统中，购买商品并且使用微信支付完成以后，却发现支付中心的记录并没有新增，此时用户再次使用支付宝支付，就会出现重复支付的问题。但是当去数据库中查询数据的时候，会发现只有一条记录存在。那么此时给到的现象就是只有一条支付记录，但是用户却支付了两次。

我们对系统进行了仔细检查，没有发现数据问题，因为用户编号和订单编号以及第三方流水号都是对的。可是用户确实支付了两次，这个时候，我们想到了检查通用查询日志，看看当天到底发生了什么。

查看之后，发现:1月1日下午2点，用户使用微信支付完以后，但是由于网络故障，支付中心没有及时收到微信支付的回调通知，导致当时没有写入数据。1月1日下午2点30，用户又使用支付宝支付，此时记录更新到支付中心。1月1日晚上9点，微信的回调通知过来了，但是支付中心已经存在了支付宝的记录，所以只能覆盖记录了。

由于网络的原因导致了重复支付。至于解决问题的方案就很多了，这里省略。

可以看到通用查询日志可以帮助我们了解操作发生的具体时间和操作细节，对找出异常发生的原因及其关键。

3.2查看当前状态

说明1∶系统变量general_log的值是OFF，即通用查询日志处于关闭状态。在MysQL中，这个参数的默认值是关闭的。因为一旦开启记录通用查询日志，MySQL会记录所有的连接起止和相关的sQL操作，这样会消耗系统资源并且占用磁盘空间。我们可以通过手动修改变量的值，在需要的时候开启日志。

说明2:通用查询日志文件存储路径是/var/lib/mysql/，默认也是数据路径。这样我们就知道在哪里可以查看通用查询日志的内容了。

3.3启动日志
方式1:永久性方式
修改my.cnf或者my.ini配置文件来设置。在[mysqld]组下加入log选项，并重启MysQL服务。格式如下:

如果不指定目录和文件名，通用查询日志将默认存储在MysQL数据目录中的hostname.log文件中，hostname表示主机名。

方式2:临时性方式

SET GLOBAL general_log = on; #开启通用查询日志

SET GLOBSL general_file = 'path/filename'; #设置日志文件保存位置

对应的，关闭操作SQL命令如下：

SET GLOBSL general_log=off; # 关闭通用查询日志

查看设置后情况：

SHOW WARIABLE LIKE 'GENERAL_LOG%';

3.4查看日志
通用查询日志是以文本文件的形式存储在文件系统中的，可以使用文本编辑器直接打开日志文件。每台MySQL服务器的通用查询日志内容是不同的。

• 在Windows操作系统中，使用文本文件查看器;
• 在Linux系统中，可以使用vi工具或者gedit工具查看;
• 在Mac OSX系统中，可以使用文本文件查看器或者vi等工具查看。

从SHOW VARIABLES LIKE 'general_log%';结果中可以看到通用查询日志的位置。

通过通用查询日志，可以了解用户对MysQL进行的操作。比如，MySQL启动信息和用户root连接服务器和执行查询表的记录。

在通用查询日志里面，我们可以清楚地看到，什么时候开启了新的客户端登陆数据库，登录之后做了什么SQL操作，针对的是哪个数据表等信息。

3.5 停止日志
方式1：永久性方式
修改my .cnf或者my.ini文件，把[mysqld]组下的general_log值设置为OFF或者把general_log一项注释掉。修改保存后，再重启MySQL服务，即可生效。

方式2：临时性方式
使用SET语句停止MySQL通用查询日志功能：

SET GLOBAL GENERAL_LOG=OFF

查询通用日志功能：

SHOW VARIABLE LIKE 'general_log%';

3.6删除\刷新日志
如果数据的使用非常频繁，那么通用查询日志会占用服务器非常大的磁盘空间。数据管理员可以删除很长时间之前的查询日志，以保证MySQL服务器上的硬盘空间。

手动删除文件

SHOW VARIABLES LIKE 'general_log%'

可以看出，通用查询日志的目录默认为MySQL数据目录。在该目录下手动删除通用查询日志。
使用如下命令重新生成查询日志文件，具体命令如下。刷新MySQL数据目录，发现创建了新的日志文件。前提一定要开启通用日志。

mysqlladmin -uroot -p flush-logs

如果希望备份旧的通用查询日志，就必须先将旧的日志文件复制出来或者改名，然后执行上面的mysqladmin命令。正确流程如下

4.错误日志

错误日志记录了MySQL服务器启动、停止运行的时间，以及系统启动、运行和停止过程中的诊断信息，包括错误、警告和提示等。

通过错误日志可以查看系统的运行状态，便于即时发现故障、修复故障。如果MySQL服务出现异常，错误日志是发现问题、解决故障的首选。

4.1 启动日志
在MySQL数据库中，错误日志功能是默认开启的。而且，错误日志无法被禁止。

默认情况下，错误日志存储在MysQL数据库的数据文件夹下，名称默认为mysqld.log (Linux系统）或hostname.err (mac系统)。如果需要制定文件名，则需要在my.cnf或者my.ini中做如下配置:

修改配置项后，需要重启MySQL服务以生效。

4.2 查看日志
MySQL错误日志是以文本文件形式存储的，可以使用文本编辑器直接查看。
查询错误日志的存储路径:

4.3删除\刷新日志
对于很久以前的错误日志，数据库管理员查看这些错误日志的可能性不大，可以将这些错误日志删除，以保证MysQL服务器上的硬盘空间。MySQL的错误日志是以文本文件的形式存储在文件系统中的，可以直接删除。

5.二进制日志(binlog)

binlog可以说是MysQL中比较重要的日志了，在日常开发及运维过程中，经常会遇到。

binlog即binary log，二进制日志文件，也叫作变更日志(update log)。它记录了数据库所有执行的DDL和DML等数据库更新事件的语句，但是不包含没有修改任何数据的语句（如数据查询语句select、show等)。

它以事件形式记录并保存在二进制文件中。通过这些信息，我们可以再现数据更新操作的全过程。

binlog主要应用场景:

• 一是用于数据恢复，如果MysQL数据库意外停止，可以通过二进制日志文件来查看用户执行了哪些操作，对数据库服务器文件做了哪些修改，然后根据二进制日志文件中的记录来恢复数据库服务器。
• 二是用于数据复制，由于日志的延续性和时效性，master把它的二进制日志传递给slaves来达到master-slave数据一致的目的。

可以说MysQL数据库的数据备份、主备、主主、主从都离不开binlog来同步数据，需要依靠binlog来同步数据，保证数据─致性。

5.1查看默认情况

5.2 使用场景

二进制日志可以通过数据库的全量备份和二进制日志中保存的增量信息，完成数据库的无损失恢复。但是，如果遇到数据量大、数据库和数据表很多（比如分库分表的应用)的场景，用二进制日志进行数据恢复，是很有挑战性的，因为起止位置不容易管理。
在这种情况下，一个有效的解决办法是配置主从数据库服务器，甚至是一主多从的架构，把二进制日志文件的内容通过中继日志，同步到从数据库服务器中，这样就可以有效避免数据库故障导致的数据异常等问题。

6再谈二进制日志

6.1 写入机制
binlog的写入时机也非常简单，事务执行过程中，先把日志写到binlog cache，事务提交的时候，再把binlog cache写到binlog文件中。因为一个事务的binlog不能被拆开，无论这个事务多大，也要确保一次性写入，所以系统会给每个线程分配一个块内存作为binlog cache。

我们可以通过binlog_cache_size参数控制单个线程binlog cache大小，如果存储内容超过了这个参数，就要暂存到磁盘（swap）。binlog日志刷盘流程如下：

write和fsync的时机，可以由参数sync_binlog 控制，默认是0。为0的时候，表示每次提交事务都只wite，由系统自行判断什么时候执行fsync。虽然性能得到提升，但是机器宕机，page cache里面的 binglog会丢失。如下图:

为了安全起见，可以设置为1，表示每次提交事务都会执行fsync，就如同redo log刷盘流程一样。最后还有一种折中方式，可以设置为N(N>1)，表示每次提交事务都write，但累积N个事务后才fsync。

在出现lo瓶颈的场景里，将sync_binlog设置成一个比较大的值，可以提升性能。同样的，如果机器宕机，会丢失最近N个事务的binlog日志。

6.2 binlog与redolog对比

• redo log它是物理日志，记录内容是在某个数据页上做了什么修改，属于innoDB存储引擎层产生的。
• 而binlog是逻辑日志，记录内容是语句的原始逻辑，类似于给id=2这一行的c字段加1，属于MySQL Server层。
• 虽然他们都属于持久化的保证，但是侧重点不同。
  redo log让innoDB存储引擎拥有了崩溃恢复能力。
  binlog保证了MySQL集群架构的数据一致性。

6.3两阶段提交
在执行更新语句过程，会记录redo log与binlog两块日志，以基本的事务为单位，redo log在事务执行过程中可以不断写入，而binlog只有在提交事务时才写入，所以redo log与binlog的写入时机不一样。

redo log与binlog两份日志之间的逻辑不一致，会出现什么问题?
以update语句为例，假设id=2的记录，字段c值是e，把字段c值更新成1，sQL语句为update T set c=1 whereid=2。

假设执行过程中写完redo log日志后，binlog日志写期间发生了异常，会出现什么情况呢?

由于binlogi没写完就异常，这时候binlog里面没有对应的修改记录。因此，之后用binlog日志恢复数据时，就会少这一次更新，恢复出来的这一行c值是0，而原库因为redo log日志恢复，这一行c值是1，最终数据不一致。

为了解决两份日志之间的逻辑一致问题，InnoDB存储引擎使用两阶段提交方案。原理很简单，将redo log的写入拆成了两个步骤prepare和commit，这就是两阶段提交。

使用两阶段提交后，写入binlog时发生异常也不会有影响，因为MysQL根据redo log日志恢复数据时，发现redolog还处于prepare阶段，并且没有对应binlog日志，就会回滚该事务。

另一个场景，redo log设置commit阶段发生异常，那会不会回滚事务呢?

并不会回滚事务，它会执行上图框住的逻辑，虽然redo log是处于prepare阶段，但是能通过事务id找到对应的binlog日志，所以MySQL认为是完整的，就会提交事务恢复数据。

7、中继日志（relay log）
7.1介绍
中继日志只在主从服务器架构的从服务器上存在。从服务器为了与主服务器保持一致，要从主服务器读取二进制日志的内容，并且把读取到的信息写入本地的日志文件中，这个从服务器本地的日志文件就叫中继日志。从服务器读取中继日志，并根据中继日志的内容对从服务器的数据进行更新，完成主从服务器的数据同步。

搭建好主从服务器之后，中继日志默认会保存在从服务器的数据目录下。

文件名的格式是:从服务器名-relay-bin.序号。中继日志还有一个索引文件:从服务器名 -relay-bin.index，用来定位当前正在使用的中继日志。

7.2查看中继日志

7.3恢复的典型错误
如果从服务器宕机，有的时候为了系统恢复，要重装操作系统，这样就可能会导致你的服务器名称与之前不同。而中继日志里是包含从服务器名的。在这种情况下，就可能导致你恢复从服务器的时候，无法从宕机前的中继日志里读取数据，以为是日志文件损坏了，其实是名称不对了。

解决的方法也很简单，把从服务器的名称改回之前的名称。