彻底搞懂三大MySQL日志，Redo Log、Undo Log、Bin Log

Redo Log的内容与作用

Redo Log记录的是物理日志，即磁盘数据页的修改。它的主要作用是保证服务崩溃后，仍能把事务中变更的数据持久化到磁盘上。MySQL事务中的持久性就是使用Redo Log实现的。

什么时候写入Redo Log？

Redo Log的写入过程如下：

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中的数据持久化到Redo Log文件中。
5. 把Redo Log文件中的数据持久化到数据库磁盘中。

这种方案叫做WAL（Write-Ahead Logging），即预写日志，目的是先写日志，再写磁盘，以提高性能。

Redo Log刷盘规则

写入Redo Log Buffer之后，并不会立即持久化到Redo Log File，需要等待操作系统调用fsync()操作，才会刷到磁盘上。具体刷盘时机可以通过innodb_flush_log_at_trx_commit参数配置决定：

• 0（延迟写）：提交事务后，不会立即刷到OS Buffer中，而是等一秒后刷新到OS Buffer并调用fsync()写入Redo Log File，可能会丢失一秒钟的数据。
• 1（实时写）：每次提交事务，都会刷新到OS Buffer并调用fsync()写到Redo Log File，性能较差。
• 2（延迟刷新）：每次提交事务只刷新到OS Buffer，一秒后再调用fsync()写入Redo Log File。

Redo Log File是固定大小的，可以配置为每组4个文件，每个文件的大小是1GB，那么Redo Log File可以记录4GB的操作。它采用循环写入覆盖的方式，write pos记录开始写的位置，向后移动；checkpoint记录将要擦除的位置，也是向后移动。write pos到checkpoint之间的位置是可写区域，checkpoint到write pos之间的位置是已写区域。

Undo Log的内容与作用

Undo Log记录的是逻辑日志，即SQL语句。比如，当我们执行一条insert语句时，Undo Log就记录一条相反的delete语句。它的主要作用有两个：一是回滚事务时，恢复到修改前的数据；二是实现MVCC（多版本并发控制，Multi-Version Concurrency Control）。MySQL事务中的原子性就是使用Undo Log实现的。

Undo Log如何回滚到上一个版本

Undo Log通过两个隐藏列trx_id（最近一次提交事务的ID）和roll_pointer（上个版本的地址），建立一个版本链。并在事务中读取的时候生成一个ReadView（读视图），在Read Committed隔离级别下，每次读取都会生成一个读视图，而在Repeatable Read隔离级别下，只会在第一次读取时生成一个读视图。

Bin Log的内容与作用

Bin Log记录的是逻辑日志，即原始的SQL语句，是MySQL自带的。它的主要作用是数据备份和主从同步。

Bin Log共有三种日志格式，可以通过binlog_format配置参数指定：

• Statement：记录原始SQL语句，可能会导致更新时间与原库不一致，比如update_time=now()。
• Row：记录每行数据的变化，保证了数据与原库一致，但缺点是数据量较大。
• Mixed：Statement和Row的混合模式，默认采用Statement模式，涉及日期、函数相关的时候采用Row模式，既减少了数据量，又保证了数据一致性。

什么时候写入Bin Log？

Bin Log采用追加写入的模式，并不会覆盖原有日志，所以可以用来恢复到之前某个时刻的数据。Bin Log也是采用WAL模式，即先写日志，再写磁盘。至于什么时候刷新到磁盘，可以通过sync_binlog配置参数指定：

• 0（延迟写）：每次提交事务都不会刷盘，由系统自己决定什么时候刷盘，可能会丢失数据。
• 1（实时写）：每次提交事务，都会刷盘，性能较差。
• N（延迟写）：提交N个事务后，才会刷盘。

加入写Bin Log之后的事务流程涉及二阶段提交的概念：先写处于prepare状态的Redo Log，事务提交后，再写处于commit状态的Redo Log。

• Redo Log：记录物理日志，保证服务崩溃后数据持久化；采用WAL模式，写入Redo Log Buffer后，根据innodb_flush_log_at_trx_commit参数决定刷盘时机；固定大小，循环写入覆盖。
• Undo Log：记录逻辑日志，用于回滚事务和实现MVCC；通过trx_id和roll_pointer建立版本链。
• Bin Log：记录逻辑日志，用于数据备份和主从同步；有三种格式：Statement、Row、Mixed；采用WAL模式，根据sync_binlog参数决定刷盘时机；追加写入，不会覆盖原有日志。

通过深入了解MySQL的三大日志系统，我们可以更好地理解MySQL的事务处理、崩溃恢复以及集群的主从复制等核心功能。