一条sql更新语句是如何执行的
一条修改语句的过程也会涉及到查询语句的流程,不过它会额外涉及到两个日志操作,分别是redo log(重做日志)和 binlog(归档日志)。
redo log(重做日志)
在MySQL中,如果每一次更新都要写进磁盘,而磁盘又需要找到对应记录的位置,然后再更新,整个过程I/O成本,查找都很高,所以MySQL采用WAL技术,全称是Write-Ahead Logging,关键点就是先写日志,然后再写磁盘。
具体做法是,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。
而InnoDB的redo log大小是固定的,可以进行配置,如果被写满,那么就会从头开始写。可以理解为一个循环队列,如下图所示:
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。write pos和checkpoint之间的位置就是空闲的,可以用来记录操作。如果write pos追上checkpoint,就表示写满了,需要清除一些记录,再继续写。
有了redo log,InnoDB就可以保证即使数据库发生异常重启,之前提交的记录都不会丢失,这个能力称为crash-safe。
binlog(归档日志)
上面提到的redo log是属于引擎层的日志,是InnoDB特有的。而binlog,则是Server层自己的日志。
这两种日志的区别
1、redo log记录的是对某一个数据页所做的修改,它主要目的是防止数据库宕机重启后有部分修改没来得及同步到磁盘,可以去redo log中查找然后写入磁盘(因为修改数据时采用先写日志,然后修改内存,并不会立即去修改磁盘中的数据)。最简单的说法,他其实是为了保证数据库数据的持久性与完整性。
而binlog则记录了所有对数据库所作的修改,最简单理解就是记录了sql语句,以及对应语句的反向,比如执行delete操作,它不仅会记录这个delete,还会生成对应的insert语句,我们可以用它来将数据恢复到之前的某一时刻。其实就是数据库备份,主备,主主,主从都需要依赖binlog。
2、redo log 是循环写,而binlog是追加写(不会覆盖之前的)。
3、redo log是InnoDB特有的,binlog是MySQL的Server层实现的。
执行一条update语句的流程
1 | update T set c=c+1 where ID=2; |
1、执行器会先找ID=2这一行,该数据页本来就在内存当中,就直接返回给执行器,否则先从磁盘读入内存,再返回。
2、执行器拿到行数据,进行修改,然后调用引擎接口写入这行数据。
3、引擎将新输入的数据写入内存,同时将操作更新到redo log,此时redo log 处于prepare转来。然后告知执行器执行完了,随时可以提交事务。
4、执行器生成这个binlog操作,并把binlog写入磁盘。
5、执行器调用引擎的提交事务接口,引擎把刚刚写入的redo log改成提交状态。
最后三步,将redo log的写入拆成了两个步骤:prepare和commit,这就是”两阶段提交”。
两阶段提交
1 | update T set c=c+1 where ID=2; |
仍然采用这个例子,假设在执行语句前,c 的值是0。如果我们不采用两阶段提交,先写redo log,然后binlog 或者先写binlog,然后再写redo log。
两阶段提交主要是为了保证两个日志的数据一致性。
先写redo log后写binlog
假设在redo log写完,binlog 还没写完,MySQL异常重启,这时重启之后,我们可以根据redo log把数据库的值恢复到1,但是binlog没写完就崩溃了,所以没有这条记录,如果用binlog进行恢复,那么值就是0。
先写binlog后写redo log
如果binlog写完然后崩溃,但是redo log没写,所以崩溃恢复后的值还是0,但是binlog里面已经记录了把0改为1这条操作,导致数据不一致。
参考
《MySQL45讲》