MySQL三大日志系统浅谈

MySQL的三大日志系统（binlog、undolog、redolog）是保证数据库事务特性（ACID）、数据恢复和高可用性的核心组件。下面详细解析它们的作用、原理和协作机制。

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一、Redo Log（重做日志）

作用

• 故障恢复 ：确保事务的持久性（Durability），防止数据丢失。

• 提高性能：将随机磁盘写（数据页修改）转换为顺序写（redolog追加），减少事务提交时的刷盘等待。

原理

1. 物理日志：记录的是物理数据页的修改（如"在数据页A的偏移量B处写入数据C"）。

2. 循环写入 ：固定大小文件组（如 ib_logfile0、ib_logfile1），循环覆盖写入。

3. Write-Ahead Logging（WAL）：先写日志再写磁盘，数据变更先写入redolog和内存（Buffer Pool），再定期刷盘。

4. 刷盘时机：

   • 事务提交时（innodb_flush_log_at_trx_commit=1 保证每次提交刷盘）。

   • Redolog缓冲区满或定期刷新。

工作流程

事务修改数据 → 写入Buffer Pool（内存） → 生成Redo Log到Log Buffer → 刷盘到Redo Log文件 → 异步将脏页刷回磁盘

二、Undo Log（回滚日志）

作用

1. 事务回滚 ：支持事务的原子性（Atomicity），回滚时反向取消修改。

2. MVCC（多版本并发控制）：提供数据的历史版本，实现非锁定读（一致性读）。

原理

1. 逻辑日志：记录与操作相反的SQL逻辑（如INSERT对应DELETE，UPDATE记录旧值）。

2. 存储在系统表空间/独立undo表空间：MySQL 8.0默认独立undo表空间。

3. 版本链 ：每行数据隐藏字段（DB_TRX_ID、DB_ROLL_PTR）指向Undo Log记录，形成版本链。

4. 生命周期：事务结束后不会立即删除，可能被MVCC或回滚需求引用，由purge线程清理。

工作流程

事务修改数据前 → 生成Undo Log记录旧值 → 修改Buffer Pool数据 → 事务回滚时使用Undo恢复

三、Binlog（归档日志）

作用

1. 主从复制：主库将Binlog同步到从库，从库重放实现数据同步。

2. 数据恢复：基于时间点的数据恢复（PITR）。

3. 数据归档：记录所有数据变更逻辑。

原理

1. 逻辑日志 ：记录SQL语句或行变更逻辑（STATEMENT/ROW/MIXED格式）。

2. 追加写入 ：文件持续追加，通过max_binlog_size切分文件。

3. 同步机制 ：通过sync_binlog参数控制刷盘策略。

4. 两阶段提交：与Redo Log协作保证事务一致性（见下文）。

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四、三大日志的协作流程（以事务提交为例）

两阶段提交（2PC）

为保证Redo Log和Binlog的一致性，MySQL使用内部两阶段提交：

1. 准备阶段：
   - 写入Undo Log（用于回滚）
   - 写入Redo Log（状态为prepare）
   - 修改Buffer Pool数据

2. 提交阶段：
   a. 写Binlog（完整事务记录）
   b. 提交Redo Log（状态改为commit）
   c. 事务完成返回客户端

崩溃恢复逻辑：

• 如果Redo Log为prepare且Binlog完整 → 提交事务。

• 如果Redo Log为prepare但Binlog不完整 → 回滚事务。

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五、核心对比

日志类型	所属层	日志性质	作用	生命周期
Redo Log	InnoDB引擎	物理日志	崩溃恢复，保证持久性	循环覆盖
Undo Log	InnoDB引擎	逻辑日志	事务回滚，MVCC	事务结束后延迟清理
Binlog	MySQL Server	逻辑日志	主从复制，数据归档	全量历史，可配置保留

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六、配置要点

Redo Log

innodb_log_file_size = 1G      # 单个文件大小
innodb_log_files_in_group = 2  # 文件数量
innodb_flush_log_at_trx_commit = 1  # 每次提交刷盘

Binlog

server_id = 1
log_bin = /var/lib/mysql/mysql-bin
binlog_format = ROW            # 推荐ROW格式
sync_binlog = 1                # 每次提交同步
expire_logs_days = 7           # 自动清理

Undo Log

innodb_undo_tablespaces = 2    # MySQL 8.0默认独立undo表空间
innodb_max_undo_log_size = 1G

七、总结

• Redo Log ：InnoDB的"急救包"，保证数据不丢失，物理层面恢复。

• Undo Log：事务的"后悔药"，实现原子性和MVCC。

• Binlog：MySQL的"时光机"，用于数据复制和逻辑恢复。

三者协同工作，构成了MySQL高可靠、高可用的数据管理基石。理解它们的设计，有助于优化数据库性能和数据安全策略。