Innodb引擎执行流程

redo log

​ MySQL中的redo log（重做日志）是实现WAL（预写式日志）技术的关键组件，用于确保事务的持久性和数据库的crash-safe能力。借用《孔乙己》中酒店掌柜使用粉板记录赊账的故事，可以形象地解释redo log的工作原理和其在MySQL中的作用。

工作原理

• 粉板（redo log）

​ MySQL中的redo log充当了酒店掌柜的粉板角色。当有数据更新操作时，InnoDB引擎首先将这些变更写入到redo log中，并同时更新内存。这一步完成后，更新操作即视为完成。这个过程非常快，因为写入redo log通常比直接更新磁盘上的数据要快得多。

• 账本（磁盘数据文件）

​ 与掌柜的账本类似，MySQL中的磁盘数据文件存储了数据库的持久状态。在系统空闲时，或者当redo log快满时，InnoDB会将redo log中记录的变更同步到磁盘上的数据文件中，确保数据的持久化。

• WAL技术

​ 即Write-Ahead Logging，其核心思想是先记录日志（即先写redo log），再将数据持久化到磁盘上。这样做的好处是提高了数据更新的效率，并且通过redo log可以在数据库异常重启后恢复未持久化的数据变更，保证数据的完整性。

循环使用

• redo log空间是固定的，由一组文件组成。例如，可以配置为4个文件，每个1GB，总共可以记录4GB的操作。
• 写入位置（write pos）标记了当前记录的位置，随着数据的不断写入而向后移动。当到达redo log末尾时，会循环回到开头继续写。
• 擦除位置（checkpoint）标记了当前需要从redo log同步到磁盘数据文件的位置。在擦除记录之前，必须确保数据已经持久化到磁盘。
• 当write pos追上checkpoint时，表示redo log已满。此时，必须暂停新的更新操作，将部分redo log记录持久化到磁盘数据文件中，以腾出空间。

重要性

• 提高效率

​ 通过先写日志再写磁盘的方式，大大提高了更新操作的效率。

• crash-safe能力

​ 有了redo log，InnoDB能够保证即使数据库发生异常重启，之前已提交的事务不会丢失，从而保障了数据的完整性和一致性。

redo log buffer

​ 这个缓冲区位于内存中，其主要作用是临时存储即将被写入到redo log文件的日志信息。使用缓冲区的目的是为了提高系统的性能和效率。

工作原理

1. 写入流程

​ 当事务执行数据修改操作时，这些变更首先被记录到redo log buffer中。这允许事务快速继续执行，而不必等待数据被写入磁盘上的物理redo log文件。

2. 异步刷新

​ 随后，在适当的时候（比如事务提交时或者当redo log buffer满时），InnoDB存储引擎会将缓冲区中的日志信息异步刷新到磁盘上的redo log文件。这个刷新操作是自动进行的，并且是在后台执行，从而最小化对数据库性能的影响。

3. crash-safe保证

​ 通过redo log buffer和redo log文件的配合使用，InnoDB能够保证即使在数据库系统崩溃的情况下，所有已提交的事务修改都不会丢失，实现了数据库的crash-safe能力。

重要性

• 性能提升

​ 使用redo log buffer允许InnoDB合并多个日志写入操作，减少磁盘I/O次数，从而显著提高了数据库操作的性能。

• 数据安全

​ 尽管redo log buffer位于内存中，但InnoDB通过两阶段提交协议（先写日志后写数据）确保了数据的一致性和持久性，即使发生系统崩溃也能保证数据不丢失。

总结

​ redo log buffer是InnoDB存储引擎中关键的组成部分，它通过缓冲和优化日志写入操作，既提升了数据库的性能，又确保了数据的安全性和一致性。

redo log与binlog

​ 在MySQL数据库中，binlog（二进制日志）和redo log（重做日志）都是关键的日志系统，但它们服务于不同的目的，具有不同的特性和工作机制。

redo log

• 主要用途

​ redo log主要用于确保事务的持久性和数据库的crash-safe能力。它是InnoDB存储引擎特有的日志系统，用于记录对数据库进行更改的操作，以便在数据库发生崩溃时能够恢复数据。

• 工作方式

​ redo log采用循环写的方式，固定大小。当空间满时，旧的日志会被新的日志覆盖。redo log记录的是物理日志，即具体修改了哪些数据页。

• 写入时机

​ 在事务提交时，相关的redo log必须先写入磁盘（这是实现WAL机制的一部分），确保即使系统崩溃，事务的更改也不会丢失。

binlog

• 主要用途

​ binlog是MySQL服务器层的日志，记录了所有修改了数据库数据的操作（如INSERT、UPDATE、DELETE等），不仅限于InnoDB引擎。binlog主要用于数据复制和数据恢复。

• 工作方式

​ binlog是追加写的，可以包含多个文件，当一个文件达到一定大小后，会自动切换到新的文件。binlog记录的是逻辑日志，即记录了哪些SQL语句被执行了。

• 写入时机

​ 事务提交后，相关操作会被写入binlog。在主从复制环境中，从库利用binlog来复制主库上的数据变更，实现数据的同步。

主要区别

1. 目的和用途

​ redo log主要用于恢复事务提交后的数据，保证数据库的crash-safe。binlog用于数据复制和恢复，支持数据库的高可用和数据备份。

2. 属于哪一层

​ redo log属于InnoDB存储引擎层，仅适用于InnoDB引擎；而binlog属于MySQL的服务器层，适用于所有的存储引擎。

3. 日志内容

​ redo log是物理日志，记录了数据页的物理变更；binlog是逻辑日志，记录了修改数据库的SQL语句。

4. 写入方式

​ redo log采用循环写入，空间固定；binlog采用追加写入，可以无限增长，直到磁盘空间被占满。

5. 对恢复和复制的影响

​ redo log是实现事务的持久性和数据库恢复的关键；binlog是实现数据复制和某些类型的数据恢复（如点时间恢复）的基础。

redo log相关参数

​ 在MySQL的InnoDB存储引擎中，redo log（重做日志）是实现事务持久性和crash-safe能力的关键组成部分。管理和配置redo log涉及几个关键的参数，这些参数影响着数据库的恢复能力和性能。以下是一些重要的redo log相关参数：

innodb_log_buffer_size

• 描述：这个参数设置了内存中redo log buffer的大小。redo log buffer是用来暂存日志信息的内存缓冲区，在数据被异步刷新到磁盘上的redo log文件之前，会先写入这个缓冲区。
• 默认值：默认为16MB。
• 调整建议：如果你的事务涉及大量的写操作，增加这个参数的值可以减少对磁盘的写操作频率，从而提高性能。但是，增加缓冲区大小也意味着在崩溃恢复时可能需要更长的时间。

innodb_log_group_home_dir

• 描述：定义了redo log文件的存储位置。
• 默认值：默认为"./"，意味着redo log文件存储在数据目录下。
• 调整建议：在大多数情况下，你可能不需要更改这个参数。但如果需要优化I/O性能，可以考虑将redo log文件存储在不同的磁盘或存储系统上。

innodb_log_files_in_group

• 描述：设置redo log组中文件的数量。
• 默认值：默认为2。
• 调整建议：增加文件数量可以提高redo log的总大小，但过多的文件可能会增加管理的复杂度。通常情况下，默认值已经足够使用。

innodb_log_file_size

• 描述：定义了每个redo log文件的大小。
• 默认值：默认为48MB。
• 调整建议：这是一个重要的性能调优参数。较大的redo log文件可以减少日志的循环写入，对于高负载的数据库系统来说，可能需要增加此值以提高性能。但是，较大的日志文件在恢复时可能也会花费更多时间。

调整这些参数时，需要考虑到系统的整体性能、数据恢复需求以及磁盘空间限制。在生产环境中做出调整前，推荐先在测试环境中评估改动的影响。调整redo log配置可以优化数据库的性能和恢复能力，但同时也需要权衡潜在的风险。