荐 一文看懂MySQL执行update更新语句的流程

MySQL可以恢复到半月内任意一秒的状态！如何做到的？

得从一个表的一条更新语句说起。

• 创建一个男人表，主键id和整型字段age：

• 插俩数据。
  
• 将id=2这一行的值加1
  

SQL语句基本的执行流程同样适用于更新语句。

1. 执行语句前要先通过连接器连接数据库
2. 表上有更新时，此表有关查询缓存就会失效，所以这条语句就会把表man上所有缓存置空
3. 分析器会通过词法和语法解析知道这是一条更新语句
4. 优化器决定使用id索引
5. 执行器负责具体执行，找到这一行，更新

与查询流程不同的是更新涉及两个日志模块

• redo log（重做日志）
• binlog（归档日志）

redo log

赊账或者还账的话，一般有两种做法：

• 直接把账本翻出来，把这次赊的账加上去或者扣除掉
• 先在粉板上记下这次的账，等打烊再把账本翻出来核算

在生意忙时，掌柜一定选后者，因为前者太麻烦：

• 首先，得从一堆记录找到这个人的赊账记录
• 找到后再拿出算盘计算
• 最后再将结果写回到账本

还是先在粉板上记一下方便。如果掌柜没有粉板，每次记账都翻账本，效率是不是低死啦？
MySQL也有这个问题，若每次更新操作都写进磁盘，然后磁盘也要找到对应记录，然后再更新，整个过程IO成本、搜索成本都很高。
何解？采用类似酒掌柜粉板的思路。

粉板和账本的配合过程，就是MySQL里的WAL（Write-Ahead Logging）关键就是

1. 先写日志（先写粉板）
2. 再写磁盘（不忙时写账本）

当一条记录需要更新，InnoDB先把记录写到redo log（粉板）里面，并更新内存，更新就算完成了
InnoDB在适当时，将操作记录更新到磁盘，而这个更新往往是在系统比较空闲的时候做，这就像打烊以后掌柜做的事。

如果今天赊账不多，掌柜可以打烊后整理。如果某天赊账多，粉板写满，怎么办？
放下手中活儿，把粉板一部分赊账记录更新到账本，然后把这些记录从粉板上擦掉，为记新账腾出空间。
类似的InnoDB的redo log固定大小，比如可配置为一组4个文件，每个文件的大小是1GB，那么这块“粉板”总共就可以记录4GB的操作。

• 从头开始写，写到末尾就又回到开头循环写
  

write pos是当前记录位置，一边写一边后移，写到第3号文件末尾后回到0号文件开头
checkpoint是当前要擦除位置，往后推移并且循环，擦除记录前要把记录更新到数据文件

write pos和checkpoint之间是“粉板”上还空着的部分，用来记录新操作。如果write pos追上checkpoint，“粉板”满，不能再执行新的更新，得停下来先擦掉一些记录，checkpoint推进。
redo log可以保证即使数据库发生异常重启，之前提交的记录都不会丢失，这个能力称为crash-safe。
只要赊账记录记在了粉板上或写在了账本上，之后即使掌柜忘记了，比如突然停业，恢复生意后依然可以通过账本和粉板上的数据明确赊账账目。

binlog

MySQL Server层，它主要做的是MySQL功能层面的事情
引擎层，负责存储相关的具体事宜
粉板redo log是InnoDB引擎特有的日志，而Server层也有自己的日志，称为binlog（归档日志）。

为什么需要两份日志？
最开始MySQL并无InnoDB，自带的是MyISAM，没有crash-safe的能力，binlog只能用于归档。
InnoDB是另一个公司以插件形式引入MySQL，只依靠binlog没有crash-safe，所以InnoDB使用另外一套日志系统redo log实现crash-safe能力。

日志不同。

• redo log是InnoDB引擎特有的；binlog是MySQL的Server层实现的，所有引擎都可以使用
• redo log是物理日志，记录的是“在某个数据页上做了什么修改”；binlog是逻辑日志，记录的是这个语句的原始逻辑，比如“给ID=2这一行的c字段加1 ”
• redo log是循环写的，空间固定会用完；binlog是可以追加写入的。“追加写”是指binlog文件写到一定大小后会切换到下一个，并不会覆盖以前的日志。

看执行器和InnoDB引擎在执行这个简单的update语句时的内部流程。

1. 执行器先找引擎取id=2这行。id是主键，引擎直接用b+树搜索。这一行所在数据页本就在内存，则直接返回给执行器；否则先从磁盘读入内存，再返回
2. 执行器拿到引擎给的行数据，把这个值加1，得到新的一行数据，再调用引擎接口写入这行新数据
3. 引擎将这行新数据更新到内存，同时将更新操作记录到redo log，此时redo log处prepare态。然后告知执行器执行完成，随时可以提交事务
4. 执行器生成这个操作的binlog，并把binlog写入磁盘
5. 执行器调用引擎的提交事务接口，引擎把刚刚写入的redo log改成提交（commit）状态，更新完成
   
   浅色框表示是在InnoDB内部执行
   深色框表示是在执行器执行

最后三步看上去有点“绕”，将redo log的写入拆成了两个步骤：prepare和commit，这就是"两阶段提交"。

两阶段提交

为什么必须有“两阶段提交”？
为了让两份日志之间的逻辑一致。
思考怎样让数据库恢复到半个月内任意一秒的状态？

binlog会记录所有的逻辑操作，并且采用“追加写”。如果DBA承诺说半个月内可以恢复，那么备份系统中一定会保存最近半个月的所有binlog，同时系统会定期做整库备份。
“定期”取决于系统的重要性，可以是一天一备，也可以是一周一备。

数据恢复过程

当需要恢复到指定秒时，比如某天下午两点发现中午十二点有次误删表，需要找回数据：
首先，找到最近的一次全量备份，如果运气好，可能就是昨天晚上备份，从这个备份恢复到临时库
然后从备份时间点开始，将备份的binlog依次取出来，重放到中午误删表之前的那个时刻

这样你的临时库就跟误删之前的线上库一样了，然后你可以把表数据从临时库取出来，按需要恢复到线上库去。

为什么需要“两阶段提交”

由于redo log和binlog是两个独立的逻辑，如果不用两阶段提交，要么就是先写完redo log再写binlog，或者反序。

假设当前ID=2的行，字段c的值是0，再假设执行update语句过程中，在写完第一个日志后，第二个日志还没有写完期间发生crash？

先写redo log后写binlog

假设在redo log写完，binlog还没写完，MySQL异常重启。redo log写完后，系统即使崩溃，仍能把数据恢复，所以恢复后这一行c的值是1
但由于binlog没写完就crash，binlog里没有记录这语句。因此，之后备份日志时，存的binlog里没有这条语句。
然后你会发现，如果需要用这binlog来恢复临时库，由于这语句的binlog丢失，临时库就会少这次更新，恢复出来的这一行c的值就是0，与原库的值不同

先写binlog后写redo log

如果在binlog写完之后crash，由于redo log还没写，崩溃恢复以后这个事务无效，所以这一行c的值是0。但是binlog里面已经记录了“把c从0改成1”这个日志。所以，在之后用binlog来恢复的时候就多了一个事务出来，恢复出来的这一行c的值就是1，与原库的值不同。

看到，不使用“两阶段提交”，那么数据库的状态就有可能和用它的日志恢复出来的库的状态不一致。
概率是不是很低，平时也没有什么动不动就需要恢复临时库的场景呀？不是的，不只是误操作后需要用这个过程来恢复数据。需要扩容时，需要再多搭建一些备库来增加系统的读能力的时候，现在常见的做法也是用全量备份加上应用binlog来实现的，这个“不一致”就会导致你的线上出现主从数据库不一致的情况。
redo log和binlog都可以用于表示事务的提交状态，而两阶段提交就是让这两个状态保持逻辑上的一致。

• innodb_flush_log_at_trx_commit设成1，表示每次事务的redo log都直接持久化到磁盘。建议设成1，保证MySQL异常重启之后数据不丢失

• sync_binlog这个参数设置成1的时候，表示每次事务的binlog都持久化到磁盘。建议设成1，保证MySQL异常重启之后binlog不丢失

• 参考
  MySQL 实战 45 讲

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