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日志是?mysql?數據庫的重要組成部分，記錄著數據庫運行期間各種狀態信息。mysql日志主要包括錯誤日志、查詢日志、慢查詢日志、事務日志、二進制日志幾大類。

作為開發，我們重點需要關注的是二進制日志(?binlog?)和事務日志(包括redo log?和?undo log?)，本文接下來會詳細介紹這三種日志。

bin log

binlog?用于記錄數據庫執行的寫入性操作(不包括查詢)信息，以二進制的形式保存在磁盤中。binlog?是?mysql的邏輯日志，并且由?Server?層進行記錄，使用任何存儲引擎的?mysql?數據庫都會記錄?binlog?日志。

• 邏輯日志：可以簡單理解為記錄的就是sql語句 。

• 物理日志：mysql?數據最終是保存在數據頁中的，物理日志記錄的就是數據頁變更 。

binlog?是通過追加的方式進行寫入的，可以通過max_binlog_size?參數設置每個?binlog文件的大小，當文件大小達到給定值之后，會生成新的文件來保存日志。

binlog使用場景

在實際應用中，?binlog?的主要使用場景有兩個，分別是?主從復制?和?數據恢復?。

主從復制?：在?Master?端開啟?binlog?，然后將?binlog發送到各個?Slave?端，?Slave?端重放?binlog?從而達到主從數據一致。

數據恢復?：通過使用?mysqlbinlog?工具來恢復數據。

binlog刷盤時機

對于?InnoDB?存儲引擎而言，只有在事務提交時才會記錄biglog?，此時記錄還在內存中，那么?biglog是什么時候刷到磁盤中的呢？

mysql?通過?sync_binlog?參數控制?biglog?的刷盤時機，取值范圍是?0-N：

• 0：不去強制要求，由系統自行判斷何時寫入磁盤；

• 1：每次?commit?的時候都要將?binlog?寫入磁盤；

• N：每N個事務，才會將?binlog?寫入磁盤。

從上面可以看出，?sync_binlog?最安全的是設置是?1?，這也是MySQL 5.7.7之后版本的默認值。但是設置一個大一些的值可以提升數據庫性能，因此實際情況下也可以將值適當調大，犧牲一定的一致性來獲取更好的性能。

binlog日志格式

binlog?日志有三種格式，分別為?STATMENT?、?ROW?和?MIXED。

在?MySQL 5.7.7?之前，默認的格式是?STATEMENT?，?MySQL 5.7.7?之后，默認值是?ROW。日志格式通過?binlog-format?指定。

• STATMENT：基于SQL?語句的復制(?statement-based replication, SBR?)，每一條會修改數據的sql語句會記錄到binlog?中 ?。

• • 優點：不需要記錄每一行的變化，減少了 binlog 日志量，節約了? IO ?, 從而提高了性能；

  • 缺點：在某些情況下會導致主從數據不一致，比如執行sysdate()?、 ?slepp() ?等 。

• ROW：基于行的復制(row-based replication, RBR?)，不記錄每條sql語句的上下文信息，僅需記錄哪條數據被修改了 。

• • 優點：不會出現某些特定情況下的存儲過程、或function、或trigger的調用和觸發無法被正確復制的問題 ；

  • 缺點：會產生大量的日志，尤其是` alter table ` 的時候會讓日志暴漲

• MIXED：基于STATMENT?和?ROW?兩種模式的混合復制(mixed-based replication, MBR?)，一般的復制使用STATEMENT?模式保存?binlog?，對于?STATEMENT?模式無法復制的操作使用?ROW?模式保存?binlog

redo log

為什么需要redo log

我們都知道，事務的四大特性里面有一個是?持久性?，具體來說就是只要事務提交成功，那么對數據庫做的修改就被永久保存下來了，不可能因為任何原因再回到原來的狀態?。

那么?mysql是如何保證一致性的呢？

最簡單的做法是在每次事務提交的時候，將該事務涉及修改的數據頁全部刷新到磁盤中。但是這么做會有嚴重的性能問題，主要體現在兩個方面：

因為?Innodb?是以?頁?為單位進行磁盤交互的，而一個事務很可能只修改一個數據頁里面的幾個字節，這個時候將完整的數據頁刷到磁盤的話，太浪費資源了！

一個事務可能涉及修改多個數據頁，并且這些數據頁在物理上并不連續，使用隨機IO寫入性能太差！

因此?mysql?設計了?redo log?，?具體來說就是只記錄事務對數據頁做了哪些修改，這樣就能完美地解決性能問題了(相對而言文件更小并且是順序IO)。

redo log基本概念

redo log?包括兩部分：一個是內存中的日志緩沖(?redo log buffer?)，另一個是磁盤上的日志文件(?redo logfile)。

mysql?每執行一條?DML?語句，先將記錄寫入?redo log buffer，后續某個時間點再一次性將多個操作記錄寫到?redo log file。這種?先寫日志，再寫磁盤?的技術就是?MySQL
里經常說到的?WAL(Write-Ahead Logging)?技術。

在計算機操作系統中，用戶空間(?user space?)下的緩沖區數據一般情況下是無法直接寫入磁盤的，中間必須經過操作系統內核空間(?kernel space?)緩沖區(?OS Buffer?)。

因此，?redo log buffer?寫入?redo logfile?實際上是先寫入?OS Buffer?，然后再通過系統調用?fsync()?將其刷到?redo log file
中，過程如下：

mysql?支持三種將?redo log buffer?寫入?redo log file?的時機，可以通過?innodb_flush_log_at_trx_commit?參數配置，各參數值含義如下：

redo log記錄形式

前面說過，?redo log?實際上記錄數據頁的變更，而這種變更記錄是沒必要全部保存，因此?redo log實現上采用了大小固定，循環寫入的方式，當寫到結尾時，會回到開頭循環寫日志。如下圖：

同時我們很容易得知， 在innodb中，既有redo log?需要刷盤，還有?數據頁?也需要刷盤，?redo log存在的意義主要就是降低對?數據頁?刷盤的要求 ** 。

在上圖中，?write pos?表示?redo log?當前記錄的?LSN?(邏輯序列號)位置，?check point?表示?數據頁更改記錄?刷盤后對應?redo log?所處的?LSN(邏輯序列號)位置。

write pos?到?check point?之間的部分是?redo log?空著的部分，用于記錄新的記錄；check point?到?write pos?之間是?redo log?待落盤的數據頁更改記錄。當?write pos追上check point?時，會先推動?check point?向前移動，空出位置再記錄新的日志。

啟動?innodb?的時候，不管上次是正常關閉還是異常關閉，總是會進行恢復操作。因為?redo log記錄的是數據頁的物理變化，因此恢復的時候速度比邏輯日志(如?binlog?)要快很多。

重啟innodb?時，首先會檢查磁盤中數據頁的?LSN?，如果數據頁的LSN?小于日志中的?LSN?，則會從?checkpoint?開始恢復。

還有一種情況，在宕機前正處于checkpoint?的刷盤過程，且數據頁的刷盤進度超過了日志頁的刷盤進度，此時會出現數據頁中記錄的?LSN?大于日志中的?LSN，這時超出日志進度的部分將不會重做，因為這本身就表示已經做過的事情，無需再重做。

redo log與binlog區別

由?binlog?和?redo log?的區別可知：binlog?日志只用于歸檔，只依靠?binlog?是沒有?crash-safe?能力的。

但只有?redo log?也不行，因為?redo log?是?InnoDB特有的，且日志上的記錄落盤后會被覆蓋掉。因此需要?binlog和?redo log二者同時記錄，才能保證當數據庫發生宕機重啟時，數據不會丟失。

undo log

數據庫事務四大特性中有一個是?原子性?，具體來說就是?原子性是指對數據庫的一系列操作，要么全部成功，要么全部失敗，不可能出現部分成功的情況。

實際上，?原子性?底層就是通過?undo log?實現的。undo log主要記錄了數據的邏輯變化，比如一條?INSERT?語句，對應一條DELETE?的?undo log?，對于每個?UPDATE?語句，對應一條相反的?UPDATE?的?undo log?，這樣在發生錯誤時，就能回滾到事務之前的數據狀態。

同時，?undo log?也是?MVCC(多版本并發控制)實現的關鍵。

作者：陳添明??

原文：juejin.cn/post/6860252224930070536

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的一文聊透binlog、redo log、undo log的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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