【MySQL每日七问】MySQL总结（二）
文章目录
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- 面试官：详细讲一下数据库的二进制日志
- MySQL的二进制日志是怎样写进磁盘的？
- 二进制日志和innodb
- MySQL的官方架构(5.7版本)
- innodb官方架构
- 先redo log还是undo log？
- rsync
- rsync的原理
- 搭载负载均衡用Nginx还是用lvs好？
面试官：详细讲一下数据库的二进制日志
下面是我对于数据库二进制日志的详细解释：
什么是数据库二进制日志？
数据库二进制日志是数据库管理系统中的一种日志文件，用于记录数据库的所有更改操作。二进制日志记录了数据库中的所有更改操作，包括插入、更新、删除等操作。二进制日志可以用于数据恢复、主从复制等功能。
二进制日志的作用是什么？
数据库二进制日志具有以下作用：
数据恢复：二进制日志可以记录数据库中的所有更改操作，一旦发生数据丢失或者数据库损坏的情况，可以通过读取二进制日志来恢复数据。
主从复制：主从复制是数据库中的一种常用技术，可以将主数据库中的数据同步到从数据库中。在主从复制中，主数据库会将所有更改操作记录到二进制日志中，然后从数据库会从主数据库中读取二进制日志，并将其应用到自己的数据库中，从而实现数据同步。
数据库迁移：在数据库迁移的过程中，可以通过读取二进制日志来将数据从一个数据库迁移到另一个数据库中。
数据库安全：二进制日志还可以用于数据库的安全，可以通过读取二进制日志来查看数据库的操作记录，从而发现恶意操作或者错误操作。
二进制日志的使用场景是什么？
数据库二进制日志的使用场景包括：
数据恢复：在数据库发生数据丢失或者损坏的情况下，可以通过读取二进制日志来恢复数据。
主从复制：在主从复制中，主数据库会将所有更改操作记录到二进制日志中，从数据库会从主数据库中读取二进制日志，并将其应用到自己的数据库中，从而实现数据同步。
数据库迁移：在数据库迁移的过程中，可以通过读取二进制日志来将数据从一个数据库迁移到另一个数据库中。
数据库安全：可以通过读取二进制日志来查看数据库的操作记录，从而发现恶意操作或者错误操作。
总之，数据库二进制日志是数据库管理系统中的一种日志文件，可以记录数据库的所有更改操作，并用于数据恢复、主从复制、数据库迁移、数据库安全等场景。在日常的数据库管理中，理解和使用好数据库二进制日志对于保障数据库的数据安全和稳定运行有着重要的作用。
MySQL的二进制日志是怎样写进磁盘的？
MySQL的二进制日志是MySQL用于记录数据库变更情况的一种日志文件，可以用于数据恢复、主从复制等功能。当MySQL服务器执行更新操作时，会将更新操作的信息记录到二进制日志中。那么，MySQL的二进制日志是如何写进磁盘的呢？下面是大致步骤：
写入二进制日志缓冲区
当MySQL服务器执行更新操作时，会先将更新操作的信息写入到二进制日志缓冲区中，这个缓冲区是存在内存中的，主要是为了提高性能而设计的。当二进制日志缓冲区被写满或者达到一定时间后，MySQL会将缓冲区中的数据写入到磁盘中。
将二进制日志写入磁盘
MySQL的二进制日志被写入到磁盘的过程一般是异步的，即MySQL会先将缓冲区中的数据写入到磁盘的缓存中，然后再由操作系统的文件系统将缓存中的数据写入到磁盘中。这样可以提高写入性能，但也带来了数据安全性的问题，因为在缓存中的数据可能还没有完全写入到磁盘中，而此时如果系统崩溃或者断电等情况发生，可能会导致数据的丢失或者不一致。
刷新二进制日志
为了保证数据的安全性，MySQL提供了刷新二进制日志的功能，可以将缓冲区中的数据强制写入到磁盘中，从而避免数据的丢失或者不一致。在执行FLUSH LOGS命令或者在MySQL服务器关闭时，MySQL会将缓冲区中的数据刷新到磁盘中。
总之，MySQL的二进制日志是通过将更新操作的信息记录到内存中的二进制日志缓冲区中，然后再将缓冲区中的数据异步写入到磁盘中来实现的。为了保证数据的安全性，MySQL还提供了刷新二进制日志的功能，可以将缓冲区中的数据强制写入到磁盘中。
二进制日志和innodb
二进制日志是MySQL数据库的一个核心组件，由MySQL服务器存储和管理。对于InnoDB存储引擎而言，它会将自己产生的redo日志记录到MySQL的二进制日志中，这样MySQL就可以使用这些日志来实现数据库的数据恢复、主从复制等功能。因此，尽管InnoDB存储引擎有自己的redo日志，但二进制日志仍然是MySQL数据库的一个重要组成部分。
MySQL的官方架构(5.7版本)
连接层（Connection Layer）：负责接收客户端的请求并建立连接，同时处理用户权限认证等相关工作。
查询层（Query Layer）：接收连接层传递过来的SQL语句，并将其转化为可执行的内部查询计划，然后将其交给执行层执行。
执行层（Execution Layer）：执行查询计划，并返回结果给查询层。
存储引擎层（Storage Engine Layer）：MySQL支持多种存储引擎，每种存储引擎都有自己的数据存储和管理方式，存储引擎层负责处理存储引擎的相关工作。
日志层（Logging Layer）：MySQL有多种日志，包括二进制日志、事务日志、错误日志等，日志层负责处理这些日志的相关工作。
InnoDB缓存和磁盘I/O层：MySQL使用缓存来提高读写性能，其中InnoDB缓存负责缓存InnoDB存储引擎中的数据，磁盘I/O层负责处理数据的读写操作。
元数据层（Metadata Layer）：MySQL存储了大量的元数据，包括数据库、表、列等信息，元数据层负责管理这些元数据。
以上是MySQL官方架构的主要组成部分，这些部分协同工作，使得MySQL能够高效地处理大量的数据请求，并提供稳定的数据存储和管理服务。在5.7的版本中，MySQL对于存储引擎层和日志层进行了优化，提高了其性能和稳定性。同时，MySQL还添加了多种新特性和功能，包括JSON数据类型、在线DDL操作、多源复制等，使得MySQL在大数据处理和高并发请求方面具有更强的竞争力。
innodb官方架构
连接管理器（Connection Manager）：连接管理器负责管理客户端和服务器之间的连接，包括连接的创建、断开、维护和管理。
查询处理器（Query Processor）：查询处理器接收到客户端请求后，负责处理SQL语句，并对其进行解析、优化和执行。查询处理器还维护了一个查询缓存，用于缓存查询结果以提高查询效率。
存储引擎API（Storage Engine API）：存储引擎API定义了存储引擎和MySQL服务器之间的接口，使得MySQL可以支持多种不同的存储引擎。存储引擎API包括了一系列的回调函数，用于存储引擎向MySQL服务器提供数据访问、索引维护等服务。
缓冲池（Buffer Pool）：缓冲池是InnoDB存储引擎最重要的组成部分，用于缓存数据和索引。缓冲池是一个内存池，用于存储最近访问的数据和索引，以提高访问效率。
日志缓冲（Log Buffer）：日志缓冲用于缓存InnoDB的事务日志（redo log），以提高写入性能。当事务提交时，缓冲中的日志会被刷入磁盘。
磁盘文件（Disk Files）：InnoDB将数据和索引存储在磁盘文件中。数据文件（.ibd）包含表数据和索引数据，而日志文件（.ib_logfile）则用于存储事务日志。
锁和多版本控制（Locking and MVCC）：InnoDB使用锁和多版本控制来实现事务的隔离性。读操作不会阻塞其他读操作，但会阻塞写操作；同时，写操作会阻塞其他读写操作。
刷盘机制（Flush Mechanism）：InnoDB使用刷盘机制将缓冲池中的数据和索引写入磁盘。刷盘机制包括脏页刷盘机制和刷新列表机制。
文件系统和I/O层（File System and I/O Layer）：InnoDB使用文件系统和I/O层来管理磁盘文件和数据读写操作。它使用预读技术来提高读取性能，并使用异步I/O技术来提高写入性能。
自适应哈希索引（Adaptive Hash Index）：自适应哈希索引用于提高InnoDB的查询效率。它会在缓冲池中自动创建哈希索引，以加速查询操作。
综上所述，InnoDB存储引擎的架构中包含了多个组成部分，这些部分协同工作，使得InnoDB能够高效地处理数据和提供稳定的数据存储和管理服务。
先redo log还是undo log？
在InnoDB存储引擎中，先写redo log还是undo log取决于执行的操作类型。
对于更新操作（INSERT、UPDATE、DELETE），InnoDB会先写入redo log再修改对应的数据页，最后再将修改后的数据写入磁盘。这样做的原因是，redo log是一种物理日志，在记录了更新操作后，可以确保数据页上的修改已经被持久化到磁盘。如果在写入redo log之前先写入数据页，一旦系统崩溃，可能会导致已经修改的数据页没有被持久化到磁盘，从而导致数据丢失。因此，先写redo log可以确保数据的安全性。
对于查询操作（SELECT），InnoDB不需要写入redo log，而是在执行查询操作时，生成一个读视图，该视图包含了查询时的数据库版本号以及对应的undo log信息。如果需要回滚事务，则会根据读视图中的undo log信息来进行回滚操作。因此，在查询操作中，undo log的作用更重要。
综上所述，在InnoDB中，redo log和undo log都是非常重要的组成部分，它们分别负责记录数据页的物理修改和事务的逻辑撤销操作。在执行更新操作时，InnoDB会先写redo log再修改数据页；而在执行查询操作时，InnoDB只需要生成读视图，并根据undo log信息来进行回滚操作。
rsync
rsync是一种常用的文件同步工具，可以在本地或者远程主机之间快速、安全、可靠地同步文件和目录。它的主要优点是可以快速地同步文件，而且可以在网络不稳定的情况下保证数据的完整性和安全性。
命令格式：rsync [OPTION] SRC DEST
**实例一：**将本地文件夹 /home/user/data/ 同步到远程主机 192.168.1.100 的 /data/ 目录下:
rsync -avz /home/user/data/ [email protected]:/data/
参数说明：
-a：表示归档模式，即同步文件的所有属性，包括权限、时间等
-v：表示输出详细信息
-z：表示压缩传输，可以加快传输速度
/home/user/data/：指定本地同步目录
[email protected]:/data/：指定远程主机和同步目录
**实例二:**实例：将远程主机 192.168.1.100 的 /data/ 目录下的所有文件同步到本地文件夹 /home/user/localdata/
rsync -avz [email protected]:/data/ /home/user/localdata/
参数说明：
-a：表示归档模式，即同步文件的所有属性，包括权限、时间等
-v：表示输出详细信息
-z：表示压缩传输，可以加快传输速度
[email protected]:/data/：指定远程主机和同步目录
/home/user/localdata/：指定本地同步目录
rsync的主要用途：
数据备份：rsync可以将本地或者远程主机上的文件备份到另一台主机上，保证数据的安全性。
文件同步：rsync可以将本地或者远程主机上的文件同步到另一台主机上，确保数据的一致性。
文件分发：rsync可以将文件分发到多台主机上，方便文件的共享和使用。
rsync的原理
rsync的原理可以分为两个阶段：比较阶段和同步阶段。
比较阶段：
生成源文件的校验和。
将校验和发送到目标主机。
目标主机接收到校验和后，在本地生成与源文件相同的文件。
生成目标文件的校验和。
将校验和发送到源主机。
同步阶段：
源主机根据目标主机发送的校验和，判断哪些数据需要传输。
源主机将需要传输的数据分块，并为每个块生成校验和。
源主机将块的校验和发送到目标主机。
目标主机接收到块的校验和后，判断哪些块需要传输。
目标主机请求源主机传输需要的块。
源主机将需要传输的块发送到目标主机。
目标主机接收到块后，根据块的校验和验证数据的完整性。
目标主机将接收到的块写入到本地的目标文件中。
rsync的实现利用了两个算法：块匹配和增量传输。
块匹配算法：将文件分成多个块，并为每个块生成校验和。在比较阶段，通过比较源文件和目标文件的校验和，可以快速判断哪些块需要传输。
增量传输算法：在同步阶段，只传输需要更新的数据，而不是整个文件。这样可以大大减少传输的数据量，提高同步效率。
综上所述，rsync通过比较阶段和同步阶段，利用块匹配和增量传输算法实现了高效、安全、可靠的文件同步。
rsync和sersync的实验中疑问：密码不正确或者用户名不正确，也可以实时同步文件，底层是否利用了我建立的ssh免密通道?
是的,rsync和sersync在进行文件同步时，默认情况下会使用ssh协议进行数据传输，因此需要使用ssh免密登录进行身份验证。如果你在实验中没有输入正确的用户名和密码，但仍然能够成功进行实时同步，那么很可能是因为你已经在之前建立了ssh免密通道。
一旦建立了ssh免密通道，就可以在不输入用户名和密码的情况下进行身份验证。这是因为ssh免密登录是通过在客户端和服务器之间交换公钥和私钥实现的，当客户端和服务器之间已经建立了免密通道后，就可以直接使用本地的私钥进行身份验证，而无需再输入密码。
因此，在实验中，如果之前已经建立了ssh免密通道，那么即使没有输入正确的用户名和密码，也可以实现实时同步文件。如果你想要测试用户名和密码是否正确，可以尝试删除免密登录配置并重新进行测试。
搭载负载均衡用Nginx还是用lvs好？
选择使用Nginx还是LVS（Linux Virtual Server）进行负载均衡，需要考虑实际应用场景和需求，以及自身的技术水平和维护成本等因素。
Nginx
Nginx是一款高性能的Web服务器和反向代理服务器，也可以用于负载均衡。Nginx的优点包括：
可以支持多种协议，如HTTP、TCP、UDP等。
支持动态模块扩展，可以根据需要添加或删除模块。
可以通过配置文件实现负载均衡，配置灵活简单。
可以使用第三方模块实现高级功能，如HTTP缓存、反向代理、SSL加密等。
LVS
LVS是Linux Virtual Server的缩写，是一款高性能的负载均衡软件。LVS的优点包括：
可以支持多种负载均衡算法，如轮询、加权轮询、最少连接等。
可以在网络层实现负载均衡，支持IP负载均衡和NAT负载均衡。
可以支持多种协议，如TCP、UDP、FTP等。
可以通过配置文件实现负载均衡，配置灵活简单。
在选择使用Nginx还是LVS进行负载均衡时，需要考虑以下因素：
负载均衡的规模和复杂度： 如果负载均衡规模较小，可以考虑使用Nginx；如果负载均衡规模较大，复杂度较高，可以考虑使用LVS。
协议的支持： 如果需要支持多种协议，可以考虑使用Nginx；如果需要支持TCP、UDP等协议，可以考虑使用LVS。
功能的需求： 如果需要实现高级功能，如HTTP缓存、SSL加密等，可以考虑使用Nginx；如果只需要实现基本的负载均衡功能，可以考虑使用LVS。
技术水平和维护成本： Nginx相对LVS来说，配置更简单，管理和维护成本更低，适合技术水平较低的用户。
综上所述，选择使用Nginx还是LVS进行负载均衡，需要综合考虑实际需求和技术水平等因素。