MySQL中InnoDB存儲(chǔ)引擎架構(gòu)的示例分析

這篇文章主要介紹MySQL中InnoDB存儲(chǔ)引擎架構(gòu)的示例分析，文中介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

InnoDB組件結(jié)構(gòu)：

1. buffer pool : 緩沖池，緩存磁盤(pán)的數(shù)據(jù)

2. redo log buffer ：記錄對(duì)緩沖池的操作，根據(jù)策略寫(xiě)入磁盤(pán)防止宕機(jī)但事務(wù)已經(jīng)提交而丟失數(shù)據(jù)

3. undo log ：當(dāng)對(duì)緩沖池的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改時(shí)，在事務(wù)未提交的時(shí)候都可以進(jìn)行回滾，將舊值寫(xiě)入 undo 日志文件便于回滾，此時(shí)緩沖池的數(shù)據(jù)與磁盤(pán)中的不一致，是臟數(shù)據(jù)

1. Buffer Pool

假設(shè)現(xiàn)在有一條更新語(yǔ)句：

update users set name = 'lisi' where id = 1

需要更新到數(shù)據(jù)庫(kù)，InnoDB會(huì)執(zhí)行哪些操作呢？

首先，InnoDB會(huì)判讀緩沖池里是否存在 id = 1 這條數(shù)據(jù)，如果不存在則從磁盤(pán)中加載到緩沖池中，而且還會(huì)對(duì)這行數(shù)據(jù)加獨(dú)占鎖，防止多個(gè)sql同時(shí)修改這行數(shù)據(jù)。

2. undo 日志文件

假設(shè) id = 1 這條數(shù)據(jù)name原來(lái)的值 name = 'zhangsan'，現(xiàn)在我們要更新為 name = 'lisi' , 那么我們就需要把舊值name='zhangsan'和id=1這些信息寫(xiě)入到undo日志文件中。

對(duì)于熟悉數(shù)據(jù)庫(kù)的同學(xué)來(lái)說(shuō)都了解事務(wù)的概念，在事務(wù)未提交之前，所有操作都有可能進(jìn)行回滾，即可以把 name = 'lisi' 回滾到 name = 'zhangsan'，所以將更新前的值寫(xiě)到undo日志文件。

3. 更新buffer pool 數(shù)據(jù)

在undo日志文件寫(xiě)入完畢之后，便開(kāi)始更新內(nèi)存中的這條數(shù)據(jù)。把 id = 1 的 name = 'zhangsan' 更新為 name = 'lisi'。這時(shí)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)已經(jīng)更新完畢，但磁盤(pán)上的還沒(méi)有變化，此時(shí)出現(xiàn)了不一致的臟數(shù)據(jù)。

這時(shí)可能有一個(gè)疑問(wèn)，萬(wàn)一事務(wù)提交完成，但MySQL服務(wù)宕機(jī)了，而內(nèi)存中的數(shù)據(jù)還沒(méi)寫(xiě)入到磁盤(pán)，是不是會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失而造成sql執(zhí)行數(shù)據(jù)前后不一致？

4. redo log buffer

在InnoDB結(jié)構(gòu)中，有一個(gè) redo log buffer 緩沖區(qū)存放redo日志，所謂redo日志，例如 把id=1，name='zhangsan'修改為name='lisi' 便是一條日志。

但這時(shí)redo log buffer 還僅僅存在內(nèi)存中，沒(méi)能實(shí)現(xiàn)MySQL宕機(jī)后的數(shù)據(jù)恢復(fù)。

5. 事務(wù)沒(méi)提交，數(shù)據(jù)庫(kù)宕機(jī)后有影響嗎？

其實(shí)并沒(méi)有影響，事務(wù)沒(méi)有提交，意味著執(zhí)行沒(méi)有成功，就算MySQL崩潰或者宕機(jī)后，內(nèi)存中的 buffer pool 和 redo log buffer 修改過(guò)的數(shù)據(jù)都會(huì)丟失，也并不影響數(shù)據(jù)前后的一致性。如果事務(wù)提交失敗，那數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)更加不會(huì)改變。

6. 提交事務(wù)，redo日志的配置策略

在提交事務(wù)時(shí)，redo日記會(huì)根據(jù)策略實(shí)現(xiàn)把redo日志從 redo log buffer 里寫(xiě)入磁盤(pán)。策略通過(guò) innoDB_flush_log_at_trx_commit 來(lái)配置。

1. innoDB_flush_log_at_trx_commit的參數(shù)為0，就算事務(wù)提交后，也不會(huì)把redo日志寫(xiě)入磁盤(pán)。MySQL宕機(jī)后會(huì)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)會(huì)丟失。

1. innoDB_flush_log_at_trx_commit的參數(shù)為1，事務(wù)提交后，redo日志會(huì)從內(nèi)存刷入磁盤(pán)，只要事務(wù)提交成功，redo log 就必然存在磁盤(pán)里。

此時(shí)就算buffer pool 的數(shù)據(jù)沒(méi)有刷進(jìn)磁盤(pán)，也可以從redo log 中得知修改過(guò)哪些數(shù)據(jù)，MySQL宕機(jī)重啟后，可以從redo日志中恢復(fù)修改的數(shù)據(jù)。

1. innoDB_flush_log_at_trx_commit的參數(shù)為2，事務(wù)提交后，redo log 僅僅停留在 os cache 中，還沒(méi)刷進(jìn)磁盤(pán)，萬(wàn)一此時(shí)服務(wù)宕機(jī)了。那么os cache 中的數(shù)據(jù)也會(huì)丟失，即使事務(wù)提交成功，也會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失。

看完這幾種相信為了保證數(shù)據(jù)安全，參數(shù)為1是最佳策略。

7. 事務(wù)的最終提交，binlog

binlog其實(shí)是屬于MySQL Server 的日志文件，而在這出提出是因?yàn)榕credo log有著很大的關(guān)聯(lián)。

1) biglog 與 redo log的區(qū)別

• redo log:記錄的是偏物理性質(zhì)重做日志，比如 “對(duì)哪個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)中的什么記錄，做了哪些修改”

• binlog：偏向于邏輯性的日志，如：“對(duì)users表中的id=10的一行數(shù)據(jù)做了更新操作，更新以后的值是什么”

2) 提交事務(wù)的時(shí)候同時(shí)寫(xiě)入binlog

在執(zhí)行更新的同時(shí)，innoDB與執(zhí)行器一直在交互，包括加載數(shù)據(jù)到緩沖池，寫(xiě)入undo日志文件，更新內(nèi)存數(shù)據(jù)，寫(xiě)redo日志和刷入磁盤(pán)等。而對(duì)binlog的寫(xiě)入也是由執(zhí)行器執(zhí)行。

其中 1、2、3、4步驟為執(zhí)行更新語(yǔ)句做的事，而 5、6是提交事務(wù)開(kāi)始做的事。

3) binlog日志刷盤(pán)策略分析

sync_binlog參數(shù)控制binlog的刷盤(pán)策略

1. sync_ binlog默認(rèn)值是0，提交事務(wù)后，會(huì)把binlog日志存在 os cache 中，MySQL宕機(jī)后會(huì)造成os cache中數(shù)據(jù)的丟失

2. sync_binlog 值為1，提交事務(wù)后，把binlog日志直接刷入磁盤(pán)中。

4) 基于binlog 和 redo log 完成事務(wù)的提交

binlog寫(xiě)入磁盤(pán)后，會(huì)把binlog日志文件所在的位置和文件名稱(chēng)都寫(xiě)入redo log日志文件中，同時(shí)在redo log日志文件里寫(xiě)入一個(gè)commit標(biāo)記。

5) commit 標(biāo)記有什么意義？

commit 標(biāo)記意義著保持redo log 和 binlog 日志一致。如果在步驟5或者步驟6，事務(wù)提交開(kāi)始，MySQL宕機(jī)了，redo log 中并沒(méi)有commit標(biāo)記，都算事務(wù)提交失敗。

意味著 commint 標(biāo)記是事務(wù)最終提交成功。

8. buffer pool 臟數(shù)據(jù)刷入磁盤(pán)

臟數(shù)據(jù)刷入磁盤(pán)是由后臺(tái)IO線程隨機(jī)刷入磁盤(pán)的。

這時(shí)候考慮到，在刷入磁盤(pán)之前，MySQL宕機(jī)怎么辦？這時(shí)候，事務(wù)已經(jīng)提交成功，redo log 中也有commit標(biāo)記，就算宕機(jī)了，重啟后，也會(huì)根據(jù)redo日志文件把數(shù)據(jù)更新到內(nèi)存中，等待IO線程的刷盤(pán)。

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