MySQL崩潰恢復流程

Buffer Pool是MySQL內存結構中十分核心的一個組成，你可以先把它想象成一個黑盒子。

1、黑盒下的更新數據流程

當我們查詢數據的時候，會先去Buffer Pool中查詢。如果Buffer Pool中不存在，存儲引擎會先將數據從磁盤加載到Buffer Pool中，然后將數據返回給客戶端；同理，當我們更新某個數據的時候，如果這個數據不存在于Buffer Pool，同樣會先數據加載進來，然后修改修改內存的數據。被修改過的數據會在之后統一刷入磁盤。

MySQL 奔潰恢復：

這個過程看似沒啥問題，實則不講武德。假設我們修改Buffer Pool中的數據成功，但是還沒來得及將數據刷入磁盤MySQL就掛了怎么辦？按照上圖的邏輯，此時更新之后的數據只存在于Buffer Pool中，如果此時MySQL宕機了，這部分數據將會永久的丟失；

再者，我更新到一半突然發生錯誤了，想要回滾到更新之前的版本，該怎么辦？那不完犢子嗎，連數據持久化的保證、事務回滾都做不到還談什么崩潰恢復？

2、Redo Log Undo Log

而通過MySQL能夠實現崩潰恢復的事實來看，MySQL必定實現了某些騷操作。沒錯，這就是接下來我們要介紹的另外的兩個關鍵功能，Redo Log和Undo Log。

這兩種日志是屬于InnoDB存儲引擎的日志，和MySQL Server的Binlog不是一個維度的日志。

（1）Redo Log 記錄了此次事務「完成后」的數據狀態，記錄的是更新之「后」的值
（2）Undo Log 記錄了此次事務「開始前」的數據狀態，記錄的是更新之「前」的值
所以這兩種日志有明顯的區別，我用一種更加通俗的例子來解釋一下這兩種日志。

Redo Log就像你在命令行敲了很長的命令，敲回車執行，結果報錯了。此時我們只需要再敲個↑就會拿到上一條命令，再執行一遍即可。

Undo Log就像你剛剛在Git中Commit了一下，然后再做一個較為復雜的改動，但是改著改著你的心態崩了，不想要剛剛的改動了，于是直接git reset --hard $lastCommitId回到了上一個版本。

3、實現日志后的更新流程

有了Redo Log和Undo Log，我們再將上面的那張圖給完善一下。

MySQL 崩潰恢復:

首先，更新數據還是會判斷數據是否存在于Buffer Pool中，不存在則加載。上面我們提到了回滾的問題，在更新Buffer Pool中的數據之前，我們需要先將該數據事務開始之前的狀態寫入Undo Log中。假設更新到一半出錯了，我們就可以通過Undo Log來回滾到事務開始前。

然后執行器會更新Buffer Pool中的數據，成功更新后會將數據最新狀態寫入Redo Log Buffer中。因為一個事務中可能涉及到多次讀寫操作，寫入Buffer中分組寫入，比起一條條的寫入磁盤文件，效率會高很多。

redo-log-buffer:

那為什么Undo Log不也搞一個Undo Log Buffer，也給Undo Log提提速，雨露均沾？那我們假設有這個一個Buffer存在于InnoDB，將事務開始前的數據狀態寫入了Undo Log Buffer中，然后開始更新數據。

突然啪一下，很快啊，MySQL由于意外進程退出了，此時會發生一件很尷尬的事情，如果更新的數據一部分已經刷回磁盤了，但是此時事務沒有成功需要回滾，你發現Undo Log隨著進程退出一起沒了，此時就沒有辦法通過Undo Log去做回滾。

那如果剛剛更新完內存，MySQL就掛了呢？此時Redo Log Buffer甚至都可能沒有寫入，即使寫入了也沒有刷到磁盤，Redo Log也丟了。

其實無所謂，因為意外宕機，該事務沒有成功，既然事務事務沒有成功那就需要回滾，而MySQL重啟后會讀取磁盤上的Redo Log文件，將其狀態給加載到Buffer Pool中。而通過磁盤Redo Log文件恢復的狀態和宕機前事務開始前的狀態是一樣的，所以是沒有影響的。然后等待事務commit了之后就會將Redo Log和Binlog刷到磁盤。

3、流程中仍然存在的問題

你可能認為到這一步就完美了，事實上則不然。假設我們在將Redo Log刷入到磁盤之后MySQL突然宕機了，binlog還沒有來得及寫入。此時重啟，Redo Log所代表的狀態就和Binlog所代表的狀態不一致了。Redo Log恢復到Buffer Pool中的某行的A字段是3，但是任何監聽其Binlog的數據庫讀取出來的數據確是2。

即使Redo Log和Binlog都寫入文件了，但是這個時候MySQL所在的物理機活著VM宕機了，日志仍然會丟失。現在的OS在你寫入文件的時候，會先將改動的內容寫入的OS Cache中，以此來提高效率。然后根據策略（受你配置的參數的影響）來將OS Cache中的數據刷入磁盤。

4、基于2PC的一致性保障

從這你可以發現一個關鍵的問題，那就是必須保證Redo Log和Binlog在事務提交時的數據一致性，要么都存在，要么都不存在。MySQL是通過 **2PC（two-phase commit protocol）**來實現的。

MySQL 崩潰恢復:

簡單介紹一下2PC，它是一種保證分布式事務數據一致性的協議，它中文名叫兩階段提交，它將分布式事務的提交拆分成了2個階段，分別是Prepare和Commit/Rollback。

就向兩個拳擊手開始比賽之前，裁判會在中間確認兩個選手的狀態，類似于問你準備好了嗎？得到確認之后，裁判才會說Fight。

裁判詢問選手的狀態，對應的是第一階段Prepare；得到了肯定的回答之后，裁判宣布比賽正式開始，對應的是第二階段Commit，但是如果有一方選手沒有準備好，裁判會宣布比賽暫停，此時對應的是第一階段失敗的情況，第二階段的狀態會變為Rollback。裁判就對應2PC中的協調者Coordinator，選手就對應參與者Participant。

下面我們通過一張圖來看一下整個流程:2PC刷入磁盤

Prepare階段，將Redo Log寫入文件，并刷入磁盤，記錄上內部XA事務的ID，同時將Redo Log狀態設置為Prepare。Redo Log寫入成功后，再將Binlog同樣刷入磁盤，記錄XA事務ID。

Commit階段，向磁盤中的Redo Log寫入Commit標識，表示事務提交。然后執行器調用存儲引擎的接口提交事務。這就是整個過程。

5、驗證2PC機制的可用性

這就是2PC提交Redo Log和Binlog的過程，那在這個期間發生了異常，2PC這套機制真的能保證數據一致性嗎？

假設Redo Log刷入成功了，但是還沒來得及刷入Binlog MySQL就掛了。此時重啟之后會發現Redo Log并沒有Commit標識，此時根據記錄的XA事務找到這個事務，進行回滾。

如果Redo Log刷入成功，而且Binlog也刷入成功了，但是還沒有來的及將Redo Log從Prepare改成Commit MySQL就掛了，此時重啟會發現雖然Redo Log沒有Commit標識，但是通過XID查詢到的Binlog卻已經成功刷入磁盤了。

此時，雖然Redo Log沒有Commit標識，MySQL也要提交這個事務。因為Binlog一旦寫入，就可能會被從庫或者任何消費Binlog的消費者給消費。如果此時MySQL不提交事務，則可能造成數據不一致。而且目前Redo Log和Binlog從數據層面上，其實已經Ready了，只是差個標志位。

到此這篇關于基于Redo Log和Undo Log的MySQL崩潰恢復解析的文章就介紹到這了,更多相關MySQL崩潰恢復流程內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！