MySQL 中的重做日志和二进制日志

重做日志 redo log

重做日志是用来保证事务的持久性的，它体现了 MySQL 中的 WAL 技术，即在持久化数据之前，先保证 redo log 已经写到了磁盘上。重做日志是基于磁盘的数据结构，记录了在某个数据页上做了什么修改，是 InnoDB 引擎特有的日志，在事务提交前重做日志被写入磁盘，当系统崩溃时，就可以根据 redo log 来恢复数据。

WAL：Write-Ahead Logging，先写日志，再写磁盘。

当执行一条更新语句时，InnoDB 首先会将更新信息写入重做日志中，然后将重做日志放到重做日志缓冲区（redo log buffer），之后按照一定的频率将 redo log buffer 写入重做日志文件中。

重做日志对应的物理文件

默认情况下，在数据库的 data 目录下有两个文件 ib_logfile1 和 ib_logfile2。重做日志文件以循环写入的方式进行：

重做日志缓冲区刷新到磁盘

按照下面三种情况刷新：

1. Master Thread 每一秒将重做日志缓冲刷新到重做日志文件；
2. 每个事务提交时会将重做日志缓冲刷新到重做日志文件；
3. 当重做日志缓冲剩余空间小于 1 / 2 时刷新到重做日志文件；

对于第二种情况，触发写磁盘的条件由 innodb_flush_log_at_trx_commit 参数控制，表示当提交事务时，处理 redo log 的方式。

innodb_flush_log_at_trx_commit 的有效值为 0, 1, 2；默认为 1：

• 0：提交事务时并不刷新缓冲区，而是等待主线程每秒的刷新；
• 1：提交事务时将重做日志缓冲区刷新到磁盘；符合事务的 ACID 特性；
• 2：提交事务时将重做日志缓冲区先刷新到文件系统的缓存中，之后每秒将缓存刷新到磁盘中，也就是说重做日志异步写到磁盘；

当值为 0 和 2 时，数据库发生崩溃，会存在部分日志未刷新到磁盘，因此会丢失部分数据；

二进制日志 binlog

前面提到的 redo log 是 InnoDB 引擎特有的日志，而 Server 层也有自己的日志，即二进制日志 binlog，binlog 记录了数据库增删改操作的信息，以二进制的格式保存在磁盘中。当提交事务时，一次性将事务中的所有 SQL 语句写入 binlog 中。

binlog 记录的是逻辑操作，可以简单认为就是 SQL 语句，binlog 是通过追加的方式进行写入的，也就是说当 binlog 文件写到一定大小后切换到下一个，不会覆盖之前的文件。

MySQL 通过 sync_binlog 参数来控制服务层什么时候将 binlog 同步到磁盘上，sync_binlog 的有效值为 0, 1, N，默认为 1：

• 0：关闭服务层同步 binlog 到磁盘的功能，binlog 的同步依赖于操作系统的不定时同步，该设置提供了最好的性能，但如果操作系统崩溃，就会导致已提交的事务没有同步到磁盘上；
• 1：每次事务提交都会同步 binlog，该设置是最安全的，但是由于磁盘 IO 频率变高，会影响性能；
• N：每提交 N 个事务才进行一次 binlog 同步，能提高一定的性能；

作用

• 主从复制：从库利用主库的 binlog 进行重播，实现主从同步；
• 恢复：将数据库还原到某一个时间点；

两阶段提交

两阶段提交（two-phase commit，2PC）指的是事务提交分成 prepare 和 commit 两个阶段：

1. 引擎将更新记录写入 redo log，并将 redo log 同步到磁盘上，此时事务处于 prepared 状态；
2. 接着执行器生成事务的 binlog，并将 binlog 写入磁盘，然后调用引擎的提交事务接口，告诉引擎提交更改，引擎就会将之前已经准备好的事务（prepared）改成已提交（committed）状态；

经过两个阶段，最终事务成功提交，并且保存在重做日志和二进制日志中。两阶段提交的目的是保证重做日志和二进制日志的一致性，防止数据库恢复时数据不一致。

如果事务处于 prepared 状态时，MySQL 崩溃了，会发生什么？

因为事务此时还未提交，所以根据事务的原子性，这个事务会进行回滚，之前的操作都无效。所以两阶段提交保证了日志的一致性，如果两个日志分开写入，那么就有可能产生不一致的问题。

redo log 和 binlog 的区别

1. 作用不同：redo log 是 InnoDB 引擎特有的日志，用来保证事务的持久性，是事务层面的；binlog 是 MySQL 服务层实现的，所有引擎都可以使用，起到还原的作用，是数据库层面的；
2. 内容不同：redo log 是物理日志，记录的是「在某个数据页上做了什么更改」；binlog 是逻辑日志，记录的是语句的原始逻辑，可以简单理解为记录的是 SQL 语句；
3. 写入方式不同：redo log 是循环写入的；binlog 是追加写入，不会覆盖以前的日志；
4. 恢复数据的效率不同：基于物理日志的 redo log 恢复数据的效率要比逻辑日志 binlog 高；

参考资料：

1. MySQL中的重做日志（redo log），回滚日志（undo log），以及二进制日志（binlog）的简单总结
2. MySQL系列之redo log、undo log和binlog详解
3. MySQL 45讲
4. Fun MySQL fact of the day: everything is two-phase