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1、redo日志

事务的4大特性（ACID）：原子性、一致性、隔离性、持久性，是基于什么机制实现的？

1. 隔离性：由锁机制实现。
2. 原子性、一致性、持久性：由redo日志和undo日志来保证。
   1）redo日志：提供再写入能力，恢复提交事物修改的页操作，保证事务的持久性。
   2）undo日志：提供回滚能力，可以恢复到某个特定的版本，保证事务的原子性、一致性。
   3）注意：redo日志和undo日志不是正向和反向的关系，他们都属于数据库事务的一种恢复操作，只是解决的问题不同而已。redo日志针对的是事务写过程中，在保证数据持久性的基础上，提升了事务提交的速度。undo日志针对的是事务需要回滚时，能保证数据一致性。

1.1 redo日志的作用

1.1.1 不使用redo日志的问题

InnoDb存储引擎是以页为单位来管理存储空间的。由于cpu和磁盘处理速率差距非常大，因此所有变更都必须先更新内存中的缓冲池（Buffer Pool），然后再以一定的频率被刷入磁盘。

这样的话会存在一些问题：
1、修改量与刷新磁盘工作量严重不成正比：有时候仅仅更新了数据库中某一行的某一列的一个字段，但是事务提交的时候需要刷新一个完整页（16KB）到磁盘上。效率上和速度上都不高。
2、随机IO刷新较慢：一个事务可能包含很多语句，对应的数据不一定在磁盘相邻的页上，当把数据从buffer pool刷入到磁盘上时，需要进行很多的随机IO，而随机IO比顺序IO要慢很多，因此这个事务的耗时会非常久。

1.1.2 使用redo日志的好处

使用redo日志，即数据从缓冲池（buffer pool）刷入到redo日志中，该事务就算提交成功了。即使此时数据库系统崩溃了，数据库重启的时候，系统也能从redo日志中将刚刚那次事务的变更刷入到磁盘中。

同时由于redo日志时顺序写入，因此速度要比随机IO快很多。

这种策略叫Write Ahead Log（预先日志持久化），即先写入到顺序IO的redo日志上，再写入到数据磁盘上。

1.2 redo日志刷盘策略

使用redo日志后也存在一个问题，即什么时候将redo log buffer刷入到redo日志上呢？

Innodb提供了3种策略，通过innodb_flush_log_at_trx_commit参数进行选择：

1. 设置为0：每次事务提交时不进行刷盘操作。（系统默认master thread每隔1s进行一个redo日志的同步）。
2. 设置为1：每次事务提交时都进行刷盘动作（系统默认值）。
3. 设置为2：每次事务提交时都只把redo log buffer内容写入page cache，不进行同步，由系统决定什么时候刷入到磁盘。

2、undo日志

2.1 undo日志的作用

• 作用1：回滚数据
  回滚数据时逻辑上地将数据回滚到事务开始前，实际磁盘页上的数据是进行了变更的。

比如执行insert之前，会写一条delete的语句到undo日志中，一旦事务回滚，则会执行这条delete语句。

• 作用2：MVCC
  InnoDb存储引擎中的MVCC是通过undo日志实现的。当用户读取一行记录时，若该记录已被其他未提交事务占用，当前事务可以通过undo日志读取改行记录之前版本的信息，从而实现了非锁定的读取。

2.2 undo日志的简要生成过程

以update操作举例，简要过程如下

1. 开启事务，执行update操作
2. 缓存中不存在待update数据，则从磁盘中查询并加载
3. 记录可以回滚语句到undo log中
4. 执行update操作语句
5. 将操作结果写入到redo log buffer中
6. 将redo log buffer结果以一定的频率写入到redo log种
7. 提交事务后，将结果写入到bin log文件