1、背景

之前我們講過redo日志類型有很多種，但是要想保證服務器崩潰數(shù)據(jù)能還原，這些日志還是得存儲在磁盤上，接下來我們就來講解一下redo日志的存儲過程。

2、redo日志存儲過程

【1】redo log block

redo日志也是存儲在頁中的，頁的大小為512字節(jié)，存儲redo日志的頁就被稱為redo log block，一個redo log block有三部分組成，其組成如圖：

字段含義如下：

log block header的組成結(jié)果如圖：

字段含義如下：

【2】log buffer

redo日志也不是直接寫入磁盤，會寫入一塊連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域，這塊連續(xù)的內(nèi)存就叫log buffer，其結(jié)構(gòu)如圖：

這塊連續(xù)內(nèi)存的大小可以通過innodb_log_buffer_size字段查看，單位字節(jié)：

mysql> show VARIABLES LIKE 'innodb_log_buffer_size';
+------------------------+----------+
| Variable_name          | Value    |
+------------------------+----------+
| innodb_log_buffer_size | 16777216 |
+------------------------+----------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

【3】buf_free

一個事務可以有多個mtr，一個mtr可以有多個redo日志記錄，將redo日志寫入log buffer中時，時間上是寫入block中的log block body部分，當一個block寫滿也就是log block body寫滿時，就去寫連續(xù)的下一個block，可以寫入redo日志的空閑log buffer的最小偏移量就叫buf_free，所以每次我們要寫入redo日志只需要找到buf_free偏移量，就可以知道在log buffer的哪個地方寫redo日志了，可以如圖表示：

【4】redo日志刷盤時機

log buffer空閑有限，所以也需要將redo日志寫到磁盤再釋放空間，用于寫入新的redo日志，從內(nèi)存刷到磁盤的時機有如下幾種：

• 1、log buffer空間不足
• 2、事務提交時
• 3、后臺線程定時刷
• 4、正常關閉服務器
• 5、checkpoint時

【5】redo日志文件組

從log buffer刷新到磁盤中的redo日志是存儲在ib_logfile0、ib_logfile1、ib_logfilen文件中，這些文件就叫redo日志文件組，可以通過配置文件指定此組文件的目錄、大小、數(shù)量。

查看目錄方式如下：

mysql> show VARIABLES LIKE 'innodb_log_group_home_dir';
+---------------------------+--------------------------------------------+
| Variable_name             | Value                                      |
+---------------------------+--------------------------------------------+
| innodb_log_group_home_dir | /xxx/data |
+---------------------------+--------------------------------------------+
1 row in set (0.002 sec)

查看大小方式如下，單位字節(jié)：

mysql> show VARIABLES LIKE 'innodb_log_file_size';
+----------------------+----------+
| Variable_name        | Value    |
+----------------------+----------+
| innodb_log_file_size | 50331648 |
+----------------------+----------+
1 row in set, 1 warning (0.01 sec)

查看數(shù)量方式如下：

mysql> show VARIABLES LIKE 'innodb_log_files_in_group';
+---------------------------+-------+
| Variable_name             | Value |
+---------------------------+-------+
| innodb_log_files_in_group | 2     |
+---------------------------+-------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

查看一下ib_logfile文件如下：

[root@xxx xxx]# ls /xxx/data/ | grep 'ib_log'
ib_logfile0
ib_logfile1

寫文件是ib_logfile0到ib_logfile1循環(huán)寫入，當ib_logfile1寫滿時就重新從ib_logfile0重新寫入。

【6】ib_logfile文件格式

和log buffer的組成結(jié)構(gòu)一樣，ib_logfile也是由連續(xù)的512字節(jié)大小的block組成，有區(qū)別的是ib_logfile的前四個block用了存儲管理信息，后面的block才用來存儲redo日志，其存儲過程可以如圖表示：

redo日志文件前四個block分別為log file header、checkpoint1、未使用、checkpoint2，checkpoint1和checkpoint2是一樣的，接下來我們就來講一下log file header和checkpoint。

log file header結(jié)構(gòu)如下：

其字段含義為：

checkpoint結(jié)構(gòu)如下：

其字段含義為：

【7】Log Sequeue Number

log buffer中，InnoDB為已經(jīng)寫入的redo日志量用個全局變量Log Sequeue Number表示，也叫日志序列號，簡稱lsn，lsn的初始值為8704，但是block真正寫redo日志的是中間的body部分，所以初始的lsn值需要加上第一個block的log block header(12字節(jié))的大小得到初始的lsn值為8716，需要注意后續(xù)寫入的redo日志如果占用了幾個block，計算lsn就需要加上log block header和log block trailer。

【8】flushed_to_disk_lsn

lsn是標記log buffer中已經(jīng)寫入redo日志的量，不關心log buffer上的redo日志是否刷新到磁盤上也就是ib_logfile中，所以InnoDB中提供了flushed_to_disk_lsn的全局變量來標識log buffer中已經(jīng)被刷到磁盤的量。

【9】flush鏈表中的lsn

當我們修改一條數(shù)據(jù)可能會產(chǎn)生以下流程，首先會產(chǎn)生多個mtr，將這些mtr對應的redo日志組寫到log buffer中，然后修改buffer pool中的頁，最后再將修改的頁對應的控制塊加入flush鏈表，控制塊中有個兩個記錄lsn的屬性，oldest_modification和newest_modification，其屬性含義如下：

需要注意的是多個mtr修改相同的頁，不會修改頁對應的控制塊在鏈表中的位置，但是會更新newest_modification屬性的值。

【10】checkpoint

InnoDB中提出了一個全局變量checkpoint_lsn，用來表示redo日志文件中小于該值的部分都可以被覆蓋，checkpoint指的是buffer pool中的臟頁被刷新到磁盤，這時臟頁對應的redo日志就可以被覆蓋了，我們就能計算一個checkpoint_lsn值這個過程。

InnoDB中還有一個checkpoin_no的變量，每執(zhí)行一次checkpoint，該值就會加1。

前面講過checkpoint的屬性就會包含：checkpoint_lsn、checkpoint_no、checkpoint_lsn對應的偏移量，至于這些屬性是存儲在checkpoint1還是checkpoint2中，是根據(jù)checkpoint_no是奇數(shù)還是偶數(shù)，如果是奇數(shù)就寫到checkpoit2中，偶數(shù)就寫checkpoint1中。

【11】系統(tǒng)中的LSN值

我們可以查看系統(tǒng)中的lsn值，可以通過如下命令去查看：

mysql> show engine innodb status\G;
...
---
LOG
---
Log sequence number          20993334
Log buffer assigned up to    20993334
Log buffer completed up to   20993334
Log written up to            20993334
Log flushed up to            20993334
Added dirty pages up to      20993334
Pages flushed up to          20993334
Last checkpoint at           20993334
Log minimum file id is       6
Log maximum file id is       6
25 log i/o's done, 0.00 log i/o's/second
...

其字段含義為：

【12】innodb_flush_log_at_trx_commit

redo日志刷新到磁盤的方式由innodb_flush_log_at_trx_commit控制，刷新方式有3種，分別為：

【13】崩壞是redo日志恢復

redo日志的恢復過程如下：

1、確定恢復的起點，也就是checkpoint_lsn，

2、確定恢復的終點，也就是ib_logfile中block未寫滿的位置，

3、從checkpoint_lsn恢復頁時，如果頁的FIL_PAGE_LSN值，也就是newest_modification的值如果大于checkpoint_lsn，說明該頁已經(jīng)恢復，直接跳過，如果小于checkpoint_lsn，就需要讀取redo日志進行恢復。

3、總結(jié)

redo日志是InnoDB使用崩潰恢復的核心機制，通過物理日志、順序?qū)懭牒蚦heckpoint機制，保證事務的持久性并且提高了數(shù)據(jù)庫的性能。

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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