MySQL innodb引擎架构分析-Redo log

系列文章目录

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1. MySQL innodb引擎架构分析-Buffer Pool
2. MySQL innodb引擎架构分析-Redo log
3. MySQL innodb引擎架构分析- Double Write Buffer
4.MySQL innodb引擎架构分析-Change Buffer

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前言

在MySQL的事物处理过程中，数据库要保证事务的特性（关于数据库事务特性，可以参看我的这篇博文数据库的事务管理与三级封锁协议），其中要实现事务持久性的特点，在事务发生时，实时改变磁盘上的数据是最容易实现的，但这样实现存在以下几个问题：

1. 因为 Innodb 是以页为单位进行磁盘交互的，而一个事务很可能只修改一个数据页里面的几个字节，这个时候将完整的数据页刷到磁盘的话，太浪费资源了。
2. 一个事务可能涉及修改多个数据页，并且这些数据页在物理上并不连续，使用随机 IO 写入性能太差。
3. 一个事务并不是百分百提交的，也可能回滚，如果在执行完随机IO后不是提交事务而是回滚，白白浪费了磁盘IO，每次随机IO可能包含磁盘寻面、寻道、查扇区的过程，如果开辟一个磁盘空间，使其物理地址是连续的，把每次的记录都记录在这个区域，这样每次磁盘只在前一个数据后面追加就可以了，减少了磁盘寻面、寻道的次数，只在一个个连续的扇区写入数据即可。磁盘IO是非常宝贵的资源，不能轻易浪费。

因此 MySQL 设计了 Redo log ，具体来说就是只记录事务对数据页做了哪些修改，这样就能完美地解决性能问题了，而相对而言Redo log所存在的区域是一个磁盘物理空间连续的，是一个顺序IO。

一、Redo log是什么？

Redo log是InnoDB引擎特有的。记录着事务里对数据的修改。在mysql中，如果修改了数据，那么事务提交前，首先会被记录成redo log日志写入磁盘，等到事务提交时，再把新数据写入磁盘。

二、Redo log是怎么工作的

Redo log的组成

Redo log 包括两部分：一个是内存中的日志缓冲（Redo log buffer），另一个是磁盘上的日志文件（Redo log file）。MySQL 每执行一条 语句，先将记录写入 Redo log buffer ，后续某个时间点再一次性将多个操作记录写到 Redo log file 。
Redo log记录物理日志，记录的是“在某个数据页上做了什么修改”，例如下面的语句 :
update table set a = 1 where id = 1;
那么翻译成物理日志类似于这样 :
把第10表空间的第90号页面的偏移量为1024处的值更新为1
下面是大部分类型的redo log的通用结构：

• type：redo log的类型，目前redo log的类型很多
  MLOG_1BYTE：type字段对应的十进制为1，表示在页面的某个偏移量处写入一个字节
  MLOG_2BYTES：type字段对应的十进制为2，表示在页面的某个偏移量处写入两个字节
  MLOG_4BYTES：type字段对应的十进制为4，表示在页面的某个偏移量处写入四个字节
  MLOG_8BYTES：type字段对应的十进制为8，表示在页面的某个偏移量处写入八个字节
  MLOG_WRITE_STRING：：type字段对应的十进制为30，表示在页面的某个偏移量处写入一串数据
• Space ID：表空间ID
• page number：页号
• data：一条redo log的内容

Redo log的配置

默认情况下，Redo log 在磁盘上由名为 ib_logfile0 和 ib_logfile1 的两个物理文件展示。Redo log 相关参数简单介绍如下：

• innodb_log_files_in_group：redo log文件的个数，命名方式如：ib_logfile0，iblogfile1… iblogfilen。默认2个，最大100个。
• innodb_log_file_size：单个 redo log 文件设置大小，默认值为 48M，最大值为512G，注意最大值指的是整个redo log 系列文件之和，即（innodb_log_files_in_group * innodb_log_file_size）不能大于最大值512G。
• innodb_log_group_home_dir：指定 redo log 文件组所在的路径，默认./ ，表示在数据库的数据目录下。
• innodb_log_buffer_size：redo log buffer大小，默认16M。延迟事务日志写入磁盘，把 redo log 放到该缓冲区，然后根据innodb_flush_log_at_trx_commit 参数的设置，再把日志从 buffer 中 flush 到磁盘中。
• innodb_flush_log_at_trx_commit：控制 redo log 刷新到磁盘的策略，默认为1。
  设置为0的时候，表示每次事务提交时不进行刷盘操作，如果是数据库挂掉，会丢失挂掉时到上一次刷盘的记录。
  设置为1的时候，表示每次事务提交时都将进行刷盘操作（默认值）
  设置为2的时候，表示每次事务提交时都只把redo log buffer内容写入操作系统的page cache，如果只是数据可挂掉，操作系统正常，提交的事物是不会丢失的。

Redo log何时刷盘

根据innodb_flush_log_at_trx_commit设置的参数不同，数据库会在以下时机进行Redo log 刷盘：

1. 后台线程刷。
2. 脏页太多，innodb存储引擎强制进行Checkpoint。使得部分redo文件可以被重写。当缓冲池不够用时，根据LRU算法会溢出最近最少使用的页，若此页为脏页，那么就需要强制执行checkpiont，将脏页也就是页的新版本刷回磁盘
3. 事务提交时。脏页可以不写，但是redo log在提交前必须写！
4. 正常关闭服务器。

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总结

更改 redo log 及其 buffer 大小是需要重启数据库实例的，建议初始化时做好评估。可以适当加大 redo log 组数和大小，特别是你的数据库实例更新比较频繁的情况下。但也不推荐 redo log 设置过大。