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MySQL回滾日志(undo?log)的作用和使用詳解

更新時間：2022年04月15日 11:17:20 作者：每天都要進步一點點

undo?log是innodb引擎的一種日志,在事務(wù)的修改記錄之前,會把該記錄的原值先保存起來再做修改,以便修改過程中出錯能夠恢復(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是一種用于撤銷回退的日志，在事務(wù)沒提交之前，MySQL會先記錄更新前的數(shù)據(jù)到 undo log日志文件里面，當(dāng)事務(wù)回滾時或者數(shù)據(jù)庫崩潰時，可以利用 undo log來進行回退。

二、undo log的作用

在MySQL中，undo log日志的作用主要有兩個：

1、提供回滾操作【undo log實現(xiàn)事務(wù)的原子性】

我們在進行數(shù)據(jù)更新操作的時候，不僅會記錄redo log，還會記錄undo log，如果因為某些原因?qū)е率聞?wù)回滾，那么這個時候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)開始之前的狀態(tài)。

如我們執(zhí)行下面一條刪除語句：

delete from user where id = 1;

那么此時undo log會記錄一條對應(yīng)的insert 語句【反向操作的語句】，以保證在事務(wù)回滾時，將數(shù)據(jù)還原回去。

再比如我們執(zhí)行一條update語句：

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

此時undo log會記錄一條相反的update語句，如下：

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

如果這個修改出現(xiàn)異常，可以使用undo log日志來實現(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InnoDB存儲引擎中，用undo Log來實現(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，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，與之對應(yīng)的還有一個是---當(dāng)前讀。

快照讀：

SQL讀取的數(shù)據(jù)是快照版本【可見版本】，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。通過鎖機制來保證讀取的數(shù)據(jù)無法通過其他事務(wù)進行修改UPDATE、DELETE、INSERT、SELECT … LOCK IN SHARE MODE、SELECT … FOR UPDATE都是當(dāng)前讀。

三、undo log的存儲機制

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

下面以一張圖來說明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語句的話，回滾指針為NULL，第二次update之后的undo log的回滾指針就會指向剛剛那一條undo log日志，依次類推，就會形成一條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會提前生成undo log日志，當(dāng)事務(wù)提交的時候，并不會立即刪除undo log，因為后面可能需要進行回滾操作，要執(zhí)行回滾（rollback）操作時，從緩存中讀取數(shù)據(jù)。undo log日志的刪除是通過通過后臺purge線程進行回收處理的。

同樣，通過一張圖來理解undo log的工作原理。

如上圖：

1、事務(wù)A執(zhí)行update操作，此時事務(wù)還沒提交，會將數(shù)據(jù)進行備份到對應(yīng)的undo buffer，然后由undo buffer持久化到磁盤中的undo log文件中，此時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、此時事務(wù)B進行查詢操作，直接從undo buffer緩存中進行讀取，這時事務(wù)A還沒提交事務(wù)，如果要回滾（rollback）事務(wù)，是不讀磁盤的，先直接從undo buffer緩存讀取。

用undo log實現(xiàn)原子性和持久化的事務(wù)的簡化過程：

假設(shè)有A、B兩個數(shù)據(jù)，值分別為1,2。

A. 事務(wù)開始
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寫到磁盤 -------undo log持久化
G. 將數(shù)據(jù)寫到磁盤 -------數(shù)據(jù)持久化
H. 事務(wù)提交 -------提交事務(wù)

之所以能同時保證原子性和持久化，是因為以下特點：

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)提交前寫到磁盤，只要事務(wù)成功提交，數(shù)據(jù)必然已經(jīng)持久化到磁盤。
undo log必須先于數(shù)據(jù)持久化到磁盤。如果在G,H之間發(fā)生系統(tǒng)崩潰，undo log是完整的，可以用來回滾。
如果在A - F之間發(fā)生系統(tǒng)崩潰，因為數(shù)據(jù)沒有持久化到磁盤，所以磁盤上的數(shù)據(jù)還是保持在事務(wù)開始前的狀態(tài)。

缺陷：每個事務(wù)提交前將數(shù)據(jù)和undo log寫入磁盤，這樣會導(dǎo)致大量的磁盤IO，因此性能較差。如果能夠?qū)?shù)據(jù)緩存一段時間，就能減少IO提高性能，但是這樣就會失去事務(wù)的持久性。