快捷導(dǎo)航

MySQL回滾日志(undo?log)的作用和使用詳解

更新時(shí)間：2022年04月15日 11:17:20 作者：每天都要進(jìn)步一點(diǎn)點(diǎn)

undo?log是innodb引擎的一種日志,在事務(wù)的修改記錄之前,會(huì)把該記錄的原值先保存起來(lái)再做修改,以便修改過(guò)程中出錯(cuò)能夠恢復(fù)原值或者其他的事務(wù)讀取,這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于MySQL回滾日志(undo?log)的作用和使用的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下

一、undo log的概念

undo log是mysql中比較重要的事務(wù)日志之一，顧名思義，undo log是一種用于撤銷(xiāo)回退的日志，在事務(wù)沒(méi)提交之前，MySQL會(huì)先記錄更新前的數(shù)據(jù)到 undo log日志文件里面，當(dāng)事務(wù)回滾時(shí)或者數(shù)據(jù)庫(kù)崩潰時(shí)，可以利用 undo log來(lái)進(jìn)行回退。

二、undo log的作用

在MySQL中，undo log日志的作用主要有兩個(gè)：

1、提供回滾操作【undo log實(shí)現(xiàn)事務(wù)的原子性】

我們?cè)谶M(jìn)行數(shù)據(jù)更新操作的時(shí)候，不僅會(huì)記錄redo log，還會(huì)記錄undo log，如果因?yàn)槟承┰驅(qū)е率聞?wù)回滾，那么這個(gè)時(shí)候MySQL就要執(zhí)行回滾（rollback）操作，利用undo log將數(shù)據(jù)恢復(fù)到事務(wù)開(kāi)始之前的狀態(tài)。

如我們執(zhí)行下面一條刪除語(yǔ)句：

delete from user where id = 1;

那么此時(shí)undo log會(huì)記錄一條對(duì)應(yīng)的insert 語(yǔ)句【反向操作的語(yǔ)句】，以保證在事務(wù)回滾時(shí)，將數(shù)據(jù)還原回去。

再比如我們執(zhí)行一條update語(yǔ)句：

update user set name = "李四" where id = 1; ---修改之前name=張三

此時(shí)undo log會(huì)記錄一條相反的update語(yǔ)句，如下：

update user set name = "張三" where id = 1;

如果這個(gè)修改出現(xiàn)異常，可以使用undo log日志來(lái)實(shí)現(xiàn)回滾操作，以保證事務(wù)的一致性。

2、提供多版本控制(MVCC)【undo log實(shí)現(xiàn)多版本并發(fā)控制（MVCC）】

MVCC，即多版本控制。在MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)InnoDB存儲(chǔ)引擎中，用undo Log來(lái)實(shí)現(xiàn)多版本并發(fā)控制(MVCC)。當(dāng)讀取的某一行被其他事務(wù)鎖定時(shí)，它可以從undo log中分析出該行記錄以前的數(shù)據(jù)版本是怎樣的，從而讓用戶(hù)能夠讀取到當(dāng)前事務(wù)操作之前的數(shù)據(jù)【快照讀】。

下面解釋一下什么是快照讀，與之對(duì)應(yīng)的還有一個(gè)是---當(dāng)前讀。

快照讀：

SQL讀取的數(shù)據(jù)是快照版本【可見(jiàn)版本】，也就是歷史版本，不用加鎖，普通的SELECT就是快照讀。

當(dāng)前讀：

SQL讀取的數(shù)據(jù)是最新版本。通過(guò)鎖機(jī)制來(lái)保證讀取的數(shù)據(jù)無(wú)法通過(guò)其他事務(wù)進(jìn)行修改UPDATE、DELETE、INSERT、SELECT … LOCK IN SHARE MODE、SELECT … FOR UPDATE都是當(dāng)前讀。

三、undo log的存儲(chǔ)機(jī)制

undo log的存儲(chǔ)由InnoDB存儲(chǔ)引擎實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)保存在InnoDB的數(shù)據(jù)文件中。在InnoDB存儲(chǔ)引擎中，undo log是采用分段(segment)的方式進(jìn)行存儲(chǔ)的。rollback segment稱(chēng)為回滾段，每個(gè)回滾段中有1024個(gè)undo log segment。在MySQL5.5之前，只支持1個(gè)rollback segment，也就是只能記錄1024個(gè)undo操作。在MySQL5.5之后，可以支持128個(gè)rollback segment，分別從resg slot0 - resg slot127，每一個(gè)resg slot，也就是每一個(gè)回滾段，內(nèi)部由1024個(gè)undo segment 組成，即總共可以記錄128 * 1024個(gè)undo操作。

下面以一張圖來(lái)說(shuō)明undo log日志里面到底存了哪些信息？

如上圖，可以看到，undo log日志里面不僅存放著數(shù)據(jù)更新前的記錄，還記錄著RowID、事務(wù)ID、回滾指針。其中事務(wù)ID每次遞增，回滾指針第一次如果是insert語(yǔ)句的話(huà)，回滾指針為NULL，第二次update之后的undo log的回滾指針就會(huì)指向剛剛那一條undo log日志，依次類(lèi)推，就會(huì)形成一條undo log的回滾鏈，方便找到該條記錄的歷史版本。

四、undo log的工作原理

在更新數(shù)據(jù)之前，MySQL會(huì)提前生成undo log日志，當(dāng)事務(wù)提交的時(shí)候，并不會(huì)立即刪除undo log，因?yàn)楹竺婵赡苄枰M(jìn)行回滾操作，要執(zhí)行回滾（rollback）操作時(shí)，從緩存中讀取數(shù)據(jù)。undo log日志的刪除是通過(guò)通過(guò)后臺(tái)purge線程進(jìn)行回收處理的。

同樣，通過(guò)一張圖來(lái)理解undo log的工作原理。

如上圖：

1、事務(wù)A執(zhí)行update操作，此時(shí)事務(wù)還沒(méi)提交，會(huì)將數(shù)據(jù)進(jìn)行備份到對(duì)應(yīng)的undo buffer，然后由undo buffer持久化到磁盤(pán)中的undo log文件中，此時(shí)undo log保存了未提交之前的操作日志，接著將操作的數(shù)據(jù)，也就是Teacher表的數(shù)據(jù)持久保存到InnoDB的數(shù)據(jù)文件IBD。

2、此時(shí)事務(wù)B進(jìn)行查詢(xún)操作，直接從undo buffer緩存中進(jìn)行讀取，這時(shí)事務(wù)A還沒(méi)提交事務(wù)，如果要回滾（rollback）事務(wù)，是不讀磁盤(pán)的，先直接從undo buffer緩存讀取。

用undo log實(shí)現(xiàn)原子性和持久化的事務(wù)的簡(jiǎn)化過(guò)程：

假設(shè)有A、B兩個(gè)數(shù)據(jù)，值分別為1,2。

A. 事務(wù)開(kāi)始
B. 記錄A=1到undo log中
C. 修改A=3
D. 記錄B=2到undo log中
E. 修改B=4
F. 將undo log寫(xiě)到磁盤(pán) -------undo log持久化
G. 將數(shù)據(jù)寫(xiě)到磁盤(pán) -------數(shù)據(jù)持久化
H. 事務(wù)提交 -------提交事務(wù)

之所以能同時(shí)保證原子性和持久化，是因?yàn)橐韵绿攸c(diǎn)：

更新數(shù)據(jù)前記錄undo log。
為了保證持久性，必須將數(shù)據(jù)在事務(wù)提交前寫(xiě)到磁盤(pán)，只要事務(wù)成功提交，數(shù)據(jù)必然已經(jīng)持久化到磁盤(pán)。
undo log必須先于數(shù)據(jù)持久化到磁盤(pán)。如果在G,H之間發(fā)生系統(tǒng)崩潰，undo log是完整的，可以用來(lái)回滾。
如果在A - F之間發(fā)生系統(tǒng)崩潰，因?yàn)閿?shù)據(jù)沒(méi)有持久化到磁盤(pán)，所以磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)還是保持在事務(wù)開(kāi)始前的狀態(tài)。

缺陷：每個(gè)事務(wù)提交前將數(shù)據(jù)和undo log寫(xiě)入磁盤(pán)，這樣會(huì)導(dǎo)致大量的磁盤(pán)IO，因此性能較差。如果能夠?qū)?shù)據(jù)緩存一段時(shí)間，就能減少I(mǎi)O提高性能，但是這樣就會(huì)失去事務(wù)的持久性。