mysql日志表如何设计包含登录登出的数据

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AI领域布道师 2024-10-18 21:30:40

文章标签 mysql 数据库 java MySQL 数据 文章分类 MySQL 数据库

Mysql包含两个重要日志模块：redo log（重做日志）和 binlog（归档日志）

update流程

mysql日志表如何设计包含登录登出的数据_数据库

mysql更新语句的流程，与查询流程大体一致，与查询流程不一样的是，更新流程还涉及两个重要的日志模块：redo log 与binlog。

redo log

redo log也称为WAL（Write-ahead logging，预写式日志），WAL 的全称是 Write-Ahead Logging，它的关键点就是先写日志【写日志是顺序写盘，速度很快】，再写磁盘。具体来说，当有一条记录需要更新的时候，InnoDB 引擎就会先把记录写到 redo log 里面，并更新内存，这个时候更新就算完成了。同时，InnoDB 引擎会在适当的时候，将这个操作记录更新到磁盘里面，而这个更新往往是在系统比较空闲的时候做。

InnoDB 的 redo log 是固定大小的，比如可以配置为一组 4 个文件，每个文件的大小是 1GB，那么这块总共就可以记录 4GB 的操作。从头开始写，写到末尾就又回到开头循环写，如下面这个图所示。

mysql日志表如何设计包含登录登出的数据_数据库_02

write pos 是当前记录的位置，一边写一边后移，写到第 3 号文件末尾后就回到 0 号文件开头。checkpoint 是当前要擦除的位置，也是往后推移并且循环的，擦除记录前要把记录更新到数据文件。checkpoint 是当前要擦除的位置，也是往后推移并且循环的，擦除记录前要把记录更新到数据文件。

write pos 和 checkpoint 之间的是空着的部分，可以用来记录新的操作。如果 write pos 追上 checkpoint，表示满了，这时候不能再执行新的更新，得停下来先擦掉一些记录，把 checkpoint 推进一下。

redo log 是 InnoDB引擎所特有的，所以我们如果在使用InnoDB引擎创建表时，如果数据库发生异常重启，之前提交的记录都不会丢失。 InnoDB正因为有了 redo log(重做日志)，才有了 crash-safe 的能力（即使mysql服务宕机，也不会丢失数据的能力）。

binlog

redo log 是 InnoDB 引擎特有的日志,而 Server 层也有自己的日志，称为 binlog（归档日志）。

既然有了redo log，为什么还需要binlog,其原因是：

最开始 MySQL 里并没有 InnoDB 引擎。MySQL 自带的引擎是 MyISAM，但是 MyISAM 没有 crash-safe 的能力，binlog 日志只能用于归档
为了实现crash-safe的能力，InnoDB 是另一个公司以插件形式将redo log引入 MySQL 中

redo log VS binlog

redo log 是 InnoDB 引擎特有的；binlog 是 MySQL 的 Server 层实现的，所有引擎都可以使用。
redo log 是物理日志，记录的是“在某个数据页上做了什么修改”；binlog 是逻辑日志，记录的是这个语句的原始逻辑，比如“给 id=2 这一行的 c 字段加 1 ”。
redo log 是循环写的，空间固定会用完；binlog 是可以追加写入的。“追加写”是指 binlog 文件写到一定大小后会切换到下一个，并不会覆盖以前的日志。

更新流程

为了更加深入理解这两个重要日志，我们看如下示例：

mysql> update T set c=c+1 where id=2;

执行器先找引擎取 id=2 这一行。id 是主键，引擎直接用树搜索找到这一行。如果 id=2 这一行所在的数据页本来就在内存中，就直接返回给执行器；否则，需要先从磁盘读入内存，然后再返回。
执行器拿到引擎给的行数据，把这个值加上 1，比如原来是 N，现在就是 N+1，得到新的一行数据，再调用引擎接口写入这行新数据。
引擎将这行新数据更新到内存中，同时将这个更新操作记录到 redo log 里面，此时 redo log 处于 prepare 状态。然后告知执行器执行完成了，随时可以提交事务。
执行器生成这个操作的 binlog，并把 binlog 写入磁盘。
执行器调用引擎的提交事务接口，引擎把刚刚写入的 redo log 改成提交（commit）状态，更新完成。
其流程图如下：

其中redo log分为两个步骤写入：prepare 和 commit，即"两阶段提交"。

两阶段提交

两阶段提交的目的是为了让两份日志之间的逻辑一致，方便当数据库出现故障时，也能让数据库恢复到半个月内任意一秒的状态。

数据恢复

binlog 会记录所有的逻辑操作，并且是采用“追加写”的形式。如果你的 DBA 承诺说半个月内可以恢复，那么备份系统中一定会保存最近半个月的所有 binlog，同时系统会定期做整库备份。这里的“定期”取决于系统的重要性，可以是一天一备，也可以是一周一备。

比如，某天下午两点发现中午十二点有一次误删表，需要找回数据，那你可以这么做：

首先，找到最近的一次全量备份，如果你运气好，可能就是昨天晚上的一个备份，从这个备份恢复到临时库；
从备份的时间点开始，将备份的 binlog 依次取出来，重放到中午误删表之前的那个时刻。

这样你的临时库就跟误删之前的线上库一样了，然后你可以把表数据从临时库取出来，按需要恢复到线上库去。

**注：**在重放binlog之前，需要将binlog中误删除的那个位置前的操作给删除掉，不然还是会执行误删除操作。等于前面的所有操作都白费了，也可以指定重放的位置，重放到误删除操作之前的position。

redo log与binlog 无两阶段提交的情况

比如还是将字段从0更新为1，执行 update 语句过程中在写完第一个日志后，第二个日志还没有写完期间发生了 crash

先写 redo log 后写 binlog

假设在 redo log 写完，binlog 还没有写完的时候，MySQL 进程异常重启。
redo log 写完之后，系统即使崩溃，仍然能够把数据恢复回来，所以恢复后这一行 c 的值是 1。
但是由于 binlog 没写完就 crash 了，这时候 binlog 里面就没有记录这个语句。因此，之后备份日志的时候，存起来的 binlog 里面就没有这条语句。
然后你会发现，如果需要用这个 binlog 来恢复临时库的话，由于这个语句的 binlog 丢失，这个临时库就会少了这一次更新，恢复出来的这一行 c 的值就是 0，与原库的值不同。

先写 binlog 后写 redo log

如果在 binlog 写完之后 crash，由于 redo log 还没写，崩溃恢复以后这个事务无效，所以这一行 c 的值是 0。但是 binlog 里面已经记录了“把 c 从 0 改成 1”这个日志。所以，在之后用 binlog 来恢复的时候就多了一个事务出来，恢复出来的这一行 c 的值就是 1，与原库的值不同。

可以看到，如果不使用“两阶段提交”，那么数据库的状态就有可能和用它的日志恢复出来的库的状态不一致。

另外在数据库被误操作或者扩容的时候，也就是需要再多搭建一些备库来增加系统的读能力的时候，常见的做法也是用全量备份加上应用 binlog 来实现。所以两阶段提交非常有必要。

简单说，redo log 和 binlog 都可以用于表示事务的提交状态，而两阶段提交就是让这两个状态保持逻辑上的一致。