Mysql undo log

一、基本概念

undo log有两个作用：1.为事务提供回滚； 2.多版本并发控制(MVCC)

undo log和redo log记录物理日志不一样，它是逻辑日志，可以认为：当delete操作时，undo log记录的是insert记录，反之亦然，update操作时，记录的是相反的update记录。

二、undo log怎么产生的

上面的行是最开始 k = 1;

1、 事务id = 15, 执行set k = 10; 则行记录里面的row_trx_id = 15

2、事务id = 17, 执行set k = k + 1; 则行记录里面的row_trx_id = 17

3、事务id = 25, 执行set k = k * 2; 则行记录里面的row_trx_id = 25

我们的undo log在哪里了？图中画的 U1 U2 U3 表示的就是undo log， 这里的V1 V2 V3里面的k并不是真实的值，都是可以用当前值和undo log计算来的。比如，需要V2的时候，就是通过V4依次执行U3、U2算出来。

row_trx_id是innodb存储引擎中，行记录中的系统列，每行数据都有的。

以前一直不明白undo log和mvcc、事务回滚什么关系，上面的图就很好的说明了。

三、undo的存储位置

当事务对记录进行增删改操作时，mysql就会生成1条或2条undo日志。

undo管理同表空间管理一样，都是通过segment来管理的，innodb有128个回滚段，可以通过innodb_undo_logs变量修改回滚段的个数。

每个回滚段下面有1024个undo log segment, undo log segment存放的就是undo page链表

 事务发起commit后不会立马删除undo log及undo log所在的页，这是因为还要支持MVCC技术，需要读取undo行记录的版本号。 是在commit发起后将undo log放入一个链表中(history list), 判断undo page使用空间是否小于3/4, 若是则undo page可以被重用，之后新的undo log在这个undo log后面，即一个undo page链表存放不同事务的undo log,以发挥undo page最大的使用率。

①将undo log放入列表中，不立马释放undo log，提供MVCC支持，待purge线程来进行回收

 ②purge线程从history list尾端开始判断undo log是否有事务持有可以释放重用，若可以，则进行purge回收，同时进入到undo purge队列里继续查找。

可以通过show engine innodb status\G查看 history list的长度， 每10s进行会删除history list中无用的undo page日志。

下面是备注，可以查看undo被purge线程清理的情况，idle是空闲的意思

 

undo log的物理存储

在5.6以前，Rollback Segment是在共享表空间里的，5.6以后存放自定义的目录中，需要在mysql最开始的设置。

 四、undo log的相关参数

(root@localhost) [information_schema]> show variables like '%undo%';
+--------------------------+------------+
| Variable_name            | Value      |
+--------------------------+------------+
| innodb_max_undo_log_size | 1073741824 | undo空间最大大小 1G
| innodb_undo_directory    | ./         | undo数据文件位置
| innodb_undo_log_truncate | OFF        | undo是否加密
| innodb_undo_logs         | 128        | 回滚段128个
+--------------------------+------------+
5 rows in set (0.00 sec)

五、 删除操作和history list

delete一条数据时首先将删除列的记录delete flag设置为1，该记录没有被实际删除在存在B+树中，索引上的信息也没有进行维护甚至没有产生undo log，这个真正的删除操作被“延时”，由purge线程来完成，以提供MVCC。

由于事务commit之后按照顺序将undo log放入history list中，如下图所示，trx*代表事务在undo中的记录即undo log，按照提交的先后顺序由history list管理，同时他们实际存放在undo page中，其中TRX5表示正在被事务引用，触发purge线程首先先从history list尾端进行遍历查找，即trx1那一段，首先回收的便是TRX1的undo log，接下来不是去查找TRX2，而是在trx1的undo page（undo page1）中继续向下查找，下一个要查找并回收的是trx3，接着找到trx5但是trx5被事务在占用，故再去history list中继续向前查找，刚才在history list中遍历到了trx1 ，接下来遍历trx2 ，找到并回收 ，同理查找undo page2中的trx6，接下来是trx4。

就以这样的逻辑顺序查找回收，每次回收300个page，通过上述方式可以发现purge实际上是一个离散读的过程，故实际过程中这个过程会很慢，同时也会消耗一定的IO，参数innodb_purge_batch_size可以设置每次purge的page数量。innodb_max_purge_lag控制history list的长度，默认为0（不做限制），purge速度和history list的长度是需要动态维持一定平衡的，purge的过多会造成IO压力，过少会造成history list过长，若长度达到innodb_max_purge_lag参数限制时，会“延缓”DML操作，其算法为delay=((length(history_list) - innodb_max_purge_lag * 10 )) - 5，delay单位是毫秒，但是delay代表的是一个dml操作的行，参数innodb_max_purge_lag_delay控制delay最大的毫秒数，避免purge缓慢造成SQL线程无限制等待。可见innodb_max_purge_lag=0不可随意更改。

六、undo log的存储机制

undo log的存储由InnoDB存储引擎实现，数据保存在InnoDB的数据文件中。在InnoDB存储引擎中，undo log是采用分段(segment)的方式进行存储的。rollback segment称为回滚段，每个回滚段中有1024个undo log segment。在MySQL5.5之前，只支持1个rollback segment，也就是只能记录1024个undo操作。在MySQL5.5之后，可以支持128个rollback segment，分别从resg slot0 - resg slot127，每一个resg slot，也就是每一个回滚段，内部由1024个undo segment 组成，即总共可以记录128 * 1024个undo操作。

下面以一张图来说明undo log日志里面到底存了哪些信息？