[大数据]MySQL45讲笔记（二）

查询语句的执行和MySQL日志模块

查询语句更新流程

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

1. 执行语句前首先数据库，连接器工作，连接数据库。
2. 在一个表上有更新的时候，跟这个表有关的查询缓存会失效，所以这条语句就会把表T上所有缓存结果都清空。这也就是一般不建议使用查询缓存的原因。
3. 接下来，分析器会通过词法和语法解析知道这是一条更新语句。
4. 优化器决定要使用ID这个索引。
5. 然后，执行器负责具体执行，找到这一行，然后更新。

• 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（重做日志）和 binlog（归档日志）。

重要的日志模块：redo log，引擎层

引例

• 如果有人要赊账或者还账的话，掌柜一般有两种做法：
  • 一种做法是直接把账本翻出来，把这次赊的账加上去或者扣除掉；
  • 另一种做法是先在粉板上记下这次的账，等打烊以后再把账本翻出来核算。
• 而粉板和账本配合的整个过程，其实就是MySQL里经常说到的WAL技术，WAL的全称是WriteAhead Logging，它的关键点就是先写日志，再写磁盘，也就是先写粉板，等不忙的时候再写账本。
• 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（粉板）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，这就像打烊以后掌柜做的事。
• 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“粉板”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。
  具体算法：
  • 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之间的是“粉板”上还空着的部分，可以用来记录新的操作。如果write pos追上checkpoint，表示“粉板”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。
  • 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。

重要的日志模块：binlog，服务层

• 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）。

为什么有两份日志？

因为最开始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。而InnoDB是另一个公司以插件形式引入MySQL的，既然只依靠binlog是没有crash-safe能力的，所以InnoDB使用另外一套日志系统——也就是redo log来实现crash-safe能力。

两种日志的不同

• 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。

详解update语句时的内部流程

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。

• 浅色框表示是在InnoDB内部执行的，深色框表示是在执行器中执行的。
  

两阶段提交

• 将redo log的写入拆成了两个步骤：prepare和commit，这就是"两阶段提交"。
• 为什么必须有“两阶段提交”呢？
  • 这是为了让两份日志之间的逻辑一致。
• 数据库恢复过程
  • 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；
  • 然后，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。
  • 当你需要扩容的时候，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，现在常见的做法也是用全量备份加上应用binlog来实现的

参数设置

• innodb_flush_log_at_trx_commit这个参数设置成1的时候，表示每次事务的redo log都直接持久化到磁盘。这个参数我建议你设置成1，这样可以保证MySQL异常重启之后数据不丢失。

• sync_binlog这个参数设置成1的时候，表示每次事务的binlog都持久化到磁盘。这个参数我也建议你设置成1，这样可以保证MySQL异常重启之后binlog不丢失。