2 redo log的写入机制
3 组提交
3.1 日志逻辑序列号(log sequence number,LSN)
3.2 组提交
1 binlog的写入机制
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binlog的写入逻辑比较简单:事务执行过程中,先把日志写到binlog cache,事务提交的时候,再把binlog cache写到binlog文件中。
一个事务的binlog是不能被拆开的,不论事务有多大,也要确保一次性写入。这就涉及到了binlog cache的保存问题。
系统给binlog cache分配了一片内存(每个线程一个),参数 binlog_cache_size 用于控制单线程内binlog cache所占内存的大小。如果超过了这个大小,就要暂存到磁盘。
事务提交的时候,执行器把binlog cache里的完整事务写入到binlog中,并清空binlog cache。
图1 binlog写盘状态
可以看到,每个线程有自己binlog cache,但是共用同一份binlog文件。
- 图中的write,指的就是指把日志写入到文件系统的page cache,并没有把数据持久化到磁盘,所以速度比较快。
- 图中的fsync,才是将数据持久化到磁盘的操作。一般情况下,fsync才占磁盘的IOPS。
write 和fsync的时机,是由参数sync_binlog控制的:
- sync_binlog=0,表示每次提交事务都只write,不fsync;
- sync_binlog=1,表示每次提交事务都会执行fsync;
- sync_binlog=N(N>1),表示每次提交事务都write,但累积N个事务后才fsync。
因此,在出现IO瓶颈的场景里,将sync_binlog设置成一个比较大的值,可以提升性能。在实际的业务场景中,考虑到丢失日志量的可控性,一般不建议将这个参数设成0,比较常见的是将其设置为100~1000中的某个数值。
将sync_binlog设置为N,对应的风险是:如果主机发生异常重启,会丢失最近N个事务的binlog日志。
2 redo log的写入机制
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事务在执行过程中,生成的redo log是要先写到redo log buffer。
redo log buffer里面的内容,是不是每次生成后都要直接持久化到磁盘呢?
- 不需要。
如果事务执行期间MySQL发生异常重启,那这部分日志就丢了。由于事务并没有提交,所以这时日志丢了也不会有损失。
事务还没提交的时候,redo log buffer中的部分日志有没有可能被持久化到磁盘呢?
- 有可能。
这个问题,要从redo log可能存在的三种状态说起,对应图2中的三个颜色块。
图2 MySQL redo log存储状态
这三种状态分别是:
- 存在redo log buffer中,物理上是在MySQL进程内存中;
- 写到磁盘(write),但是没有持久化(fsync),物理上是在文件系统的page cache里面;
- 持久化到磁盘,对应的是hard disk。
日志写到redo log buffer是很快的,wirte到page cache也比较快,但是持久化到磁盘的速度就很慢。
为了控制redo log的写入策略,InnoDB提供了innodb_flush_log_at_trx_commit参数,它有三种可能取值:
- 设置为0:表示每次事务提交时都只是把redo log留在redo log buffer中;
- 设置为1:表示每次事务提交时都将redo log直接持久化到磁盘;
- 设置为2:表示每次事务提交时都只是把redo log写到page cache。
InnoDB有一个后台线程,每隔1秒,就会把redo log buffer中的日志,调用write写到文件系统的page cache,然后调用fsync持久化到磁盘。
注意:事务执行中间过程的redo log也是直接写在redo log buffer中的,这些redo log也会被后台线程一起持久化到磁盘。也就是说,一个没有提交的事务的redo log,也是可能已经持久化到磁盘的。
除了后台线程每秒一次的轮询操作外,还有两种场景会让一个没有提交的事务的redo log写入到磁盘中:
- redo log buffer占用的空间即将达到innodb_log_buffer_size一半时,后台线程会主动写盘。注意,由于这个事务并没有提交,所以这个写盘动作只是write,而没有调用fsync,也就是只留在了文件系统的page cache。
- 并行的事务提交的时候,顺带将这个事务的redo log buffer持久化到磁盘。假设一个事务A执行到一半,已经写了一些redo log到buffer中,这时候有另外一个线程的事务B提交,如果innodb_flush_log_at_trx_commit设置的是1,那么事务B要把redo log buffer里的日志全部持久化到磁盘。这时候,就会带上事务A在redo log buffer里的日志一起持久化到磁盘。
两阶段提交的时候说过,时序上redo log先prepare, 再写binlog,最后再把redo log commit。如果把innodb_flush_log_at_trx_commit设置成1,那么redo log在prepare阶段就要持久化一次,因为有一个崩溃恢复逻辑是要依赖于prepare 的redo log,再加上binlog来恢复的。
每秒一次后台轮询刷盘,再加上崩溃恢复这个逻辑,InnoDB就认为redo log在commit的时候就不需要fsync了,只会write到文件系统的page cache中。
通常我们说MySQL的“双1”配置,指的就是sync_binlog和innodb_flush_log_at_trx_commit都设置成 1。也就是说,一个事务完整提交前,需要等待两次刷盘,一次是redo log(prepare 阶段),一次是binlog。
3 组提交
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3.1 日志逻辑序列号(log sequence number,LSN)
LSN是单调递增的,用来对应redo log的一个个写入点。每次写入长度为length的redo log, LSN的值就会加上length。
LSN也会写到InnoDB的数据页中,来确保数据页不会被多次执行重复的redo log。
如图3所示,三个并发事务(trx1, trx2, trx3)在prepare 阶段,都写完redo log buffer,持久化到磁盘的过程,对应的LSN分别是50、120 和160。