Mysql日志：undo log、redo log 、bin log、两阶段提交

借鉴：
https://blog.csdn.net/Huangjiazhen711/article/details/127900821
https://blog.csdn.net/qq_42757463/article/details/132618759
https://blog.csdn.net/weixin_62458944/article/details/132721814
https://blog.csdn.net/m0_73311735/article/details/127935751

一：Mysql日志：undo log (和事务相关：记录数据)

1.保证事务的原子性：

每当我们要对一条记录做改动时（这里的改动可以指INSERT、DELETE、UPDATE),把回滚时所需的东西记下来。比如：
(1)你插入一条记录时，至少要把这条记录的主键值记下来，之后回滚的时候只需要把这个主键值对应的记录删
掉就好了
(2)你删除了一条记录，至少要把这条记录中的内容都记下来，这样之后回滚时再把由这些内容组成的记录插入
到表中就好了
(3)你修改了一条记录，至少要把修改这条记录前的旧值都记录下来，这样之后回滚时再把这条记录更新为旧值

MySQL处于性能考虑，数据会优先从磁盘加载到Buffer Pool中，在更新Buffer Pool中数据之前，会优先将数据记录到undo log中。记录undo log日志，MySQL不会直接去往磁盘中的xx.ibdata文件写数据，而是会写在undo_log_buffer缓冲区中，因为工作线程直接去写磁盘太影响效率了，写进缓冲区后会由后台线程去刷写磁盘。

2.分两种格式的undo log:
(1)insert undo log格式:记录的是insert 语句对应的undo log

(2)update undo log格式:

二：Mysql日志：redo log (和事务相关：记录数据)

1.作用：mysql服务崩溃后，事务恢复。保证了事务的持久性。

update包含两步操作，先查询到对应的行记录，再根据条件进行更新操作。如果没有redo log的话，MySQL每次的update操作都要更新磁盘文件，整个过程的I/O成本和查询成本都很高。更新数据优先存在缓存中，事务提交之后再刷redo log 持久化到磁盘

图中的步骤：
(1):从磁盘加载数据到内存
(2):在内存中修改数据
(3):把新数据写到Redo Log Buffer中
(4):把Redo Log Buffer中数据持久化到Redo Log文件中
(5):把Redo Log文件中数据持久化到数据库磁盘中
2.为什么需要写Redo Log Buffer和Redo Log FIle？直接将持久化到磁盘不好吗？
直接写磁盘会有产生严重的性能问题：
(1):InnoDB在磁盘中存储的基本单元是页，可能本次修改只变更一页中几个字节，但是需要刷新整页的数据，就很浪费资源。
(2):一个事务可能修改了多页中的数据，页之间又是不连续的，就会产生随机IO，性能更差。

这种方案叫做WAL（Write-Ahead Logging），预写日志，就是先写日志，再写磁盘。写入redo log的方式使用了追加操作，所以操作顺序是顺序写。

3.redo log什么时候刷到磁盘
(1):MySQL正常关闭时。
(2):当redo log buffer中记录写入量大于其内存空间的一半的时候，会触发落盘。
(3):InnoDB的后台线程每隔1s，将redo log buffer持久化到磁盘。
(4):每次事务提交时都将缓存在 redo log buffer 里的 redo log 直接持久化到磁盘。

三：Mysql日志：bin log （不管有没有事务都有bin log：记录sql或者数据）

1.作用：
(1)数据恢复，如果MySQL数据库意外挂了，可以利用bin log进行数据恢复，因为该日志记录所有数据库所有的变更，保证数据的安全性。
(2)数据复制，利用一定的机制将主节点MySQL的日志数据传递给从节点，实现数据的一致性，实现架构的高可用和高性能。

2.日志内容：
(1)查看bin log位置:通过命令show variables like ‘%log_bin%’;查看bin log最终输出的位置。

log_bin_basename: 是bin log日志的基本文件名，后面会追加标识来表示每一个文件
log_bin_index: 是binlog文件的索引文件，这个文件管理了所有的binlog文件的目录

(2)通过 SHOW BINARY LOGS;查看当前的二进制日志文件列表及大小，如下图：

(3)修改 bin log位置:修改MySQL的my.cfg或my.ini配置

#启用二进制日志
log-bin=cxw-bin
binlog_expire_logs_seconds=600
max_binlog_size=100M
复制代码

log-bin: bin log日志保存的位置
binlog_expire_logs_seconds: bin log日志保存的时间，单位是秒
max_binlog_size： 单个bin log日志的容量

(4)查看日志内容：show binlog events命令工具查看bin log日志

show binlog events [IN 'log_name'] [FROM pos] [LIMIT [offset,] row_count];
复制代码

IN ‘log_name’ ：指定要查询的binlog文件名（不指定就是第一个binlog文件）
FROM pos ：指定从哪个pos起始点开始查起（不指定就是从整个文件首个pos点开始算）
LIMIT [offset] ：偏移量(不指定就是0)
row_count :查询总条数（不指定就是所有行）

(5)bin log格式：默认是ROW类型

Statement格式：每一条会修改数据的sql都会记录在bin log中
优点：不需要记录每一行的变化，减少了bin log日志量，节约了IO，提高性能。
缺点：比如sql中存在函数如now()等，依赖环境的函数，会导致主从同步、恢复数据不一致

ROW格式：为了解决Statement缺点，记录具体哪一个分区中的、哪一个页中的、哪一行数据被修改了
优点：清楚的记录下每一行数据修改的细节，不会出现某些特定情况下 的存储过程，或function无法被正确复制的问题。
缺点：比如对ID<600的所有数据进行了修改操作,那么意味着很多数据发生变化，最终导致同步的log很多，那么磁盘IO、网络带宽开销会很高。

Mixed格式: 混合模式，即Statment、Row的结合版

对于可以复制的SQL采用Statment模式记录，对于无法复制的SQL采用Row记录

四：两阶段提交：选redo log 再bin log

事务提交后，redo log和binlog都要持久化到磁盘，但这两个是独立的逻辑，可能出现版成功的状态，这样就造成两份日志之间的逻辑不一致：
(1)如果在redo log刷入磁盘之后，MySQL突然宕机了，而binlog还没有来得及写入。
(2)如果在将binlog刷入磁盘之后，MySQL突然宕机了，而redo log还没来得及写入。也会导致主从不一致。

1.两阶段提交作用： 保证了两个日志文件的数据一致性
2.两阶段提交的缺点是性能更差：磁盘I/O次数高