MySql事务日志Redo

事务有4种特性：原子性、一致性、隔离性和持久性。那么事务的四种特性到底是基于什么机制实现呢？

事务的隔离性由锁机制实现。
而事务的原子性、一致性和持久性由事务的redo日志和undo日志来保证。

redo log 称为重做日志，提供再写入操作，恢复提交事务修改的页操作，用来保证事务的持久性。

undo log 称为回滚日志，回滚行记录到某个特定版本，用来保证事务的原子性、一致性。

为什么需要redo log

我们都知道，事务的四大特性里面有一个是持久性，具体来说就是只要事务提交成功，那么对数据库做的修改就被永久保存下来了，不可能因为任何原因再回到原来的状态。那么mysql是如何保证持久性的呢？最简单的做法是在每次事务提交的时候，将该事务涉及修改的数据页全部刷新到磁盘中。但是这么做会有严重的性能问题，

主要体现在两个方面

因为Innodb是以页为单位进行磁盘交互的，而一个事务很可能只修改一个数据页里面的几个字节，这个时候将完整的数据页刷到磁盘的话，太浪费资源了！
一个事务可能涉及修改多个数据页，并且这些数据页在物理上并不连续，使用随机IO写入性能太差！

因此MySQL设计了redo log，具体来说就是只记录事务对数据页做了哪些修改，这样就能完美地解决性能问题了(相对而言文件更小并且是顺序IO)。

redo log基本概念

redo log包括两部分：一个是内存中的日志缓冲(redo log buffer)，另一个是磁盘上的日志文件(redo log file)。

MySQL每执行一条DML语句，先将记录写入redo log buffer，后续某个时间点再一次性将多个操作记录写到redo log file。

这种先写日志，再写磁盘的技术就是MySQL里经常说到的WAL(Write-Ahead Logging)技术。Write-Ahead Logging（预先日志持久化）：在持久化一个数据页之前，先将内存中相应的日志页持久化。

redo的组成

redo log可以简单分为以下两个部分：

重做日志的缓冲 (redo log buffer) ，保存在内存中，是易失的。 redo log buffer大小默认为16M，最大值为4096M，最小值为1M。
```
# 查看redo log buffer的缓冲大小
show variables like '%innodb_log_buffer_size%';
```
重做日志文件 (redo log file) ，保存在硬盘中，是持久的。

redo log的好处、特点

好处
- redo日志降低了刷盘频率
- redo日志占用的空间非常小
特点
- redo日志是顺序写入磁盘的事务执行过程中
- redo log不断记录

redo的整体流程

以一个更新事务为例，redo log 流转过程，如下图所示：

第1步：先将原始数据从磁盘中读入内存中来，修改数据的内存拷贝

第2步：生成一条重做日志并写入redo log buffer，记录的是数据被修改后的值

第3步：当事务commit时，将redo log buffer中的内容刷新到 redo log file，对redo log file采用追加写的方式

第4步：定期将内存中修改的数据刷新到磁盘中

redo log的刷盘策略

redo log的写入并不是直接写入磁盘的，InnoDB引擎会在写redo log的时候先写redo log buffer，之后以一定的频率刷入到真正的redo log file 中。这里的一定频率怎么看待呢？这就是我们要说的刷盘策略。

[!tip]注意 redo log buffer刷盘到redo log file的过程并不是真正的刷到磁盘中去，只是刷入到文件系统缓存（page cache）中去（这是现代操作系统为了提高文件写入效率做的一个优化），真正的写入会交给系统自己来决定（比如page cache足够大了）。那么对于InnoDB来说就存在一个问题，如果交给系统来同步，同样如果系统宕机，那么数据也丢失了（虽然整个系统宕机的概率还是比较小的）。

针对这种情况，InnoDB给出 innodb_flush_log_at_trx_commit 参数，该参数控制 commit提交事务时，如何将 redo log buffer 中的日志刷新到 redo log file中。

它支持三种策略：

不同刷盘策略演示

当 innodb_flush_log_at_trx_commit 值为0时

当 innodb_flush_log_at_trx_commit 值为1时

当 innodb_flush_log_at_trx_commit 值为2时

redo log file

innodb_log_group_home_dir

指定 redo log 文件组所在的路径，默认值为 ./ ，表示在数据库的数据目录下。

MySQL的默认数据目录（ var/lib/mysql ）下默认有两个名为 ib_logfile0 和 ib_logfile1 的文件，log buffer中的日志默认情况下就是刷新到这两个磁盘文件中。此redo日志文件位置还可以修改。
innodb_log_files_in_group

指明redo log file的个数，命名方式如：ib_logfile0，iblogfile1… iblogfilen。

默认2个，最大100个。

查看innodb_log_files_group个数的命令
```
show variables like 'innodb_log_files_in_group';
```
innodb_flush_log_at_trx_commit

控制 redo log 刷新到磁盘的策略，默认为1。
innodb_log_file_size

单个 redo log 文件设置大小，默认值为 48M 。

最大值为512G，注意最大值指的是整个redo log 系列文件之和，

即（innodb_log_files_in_group * innodb_log_file_size ）不能大于最大值512G。

日志文件组

总共的redo日志文件大小其实就是：

innodb_log_file_size × innodb_log_files_in_group 。

采用循环使用的方式向redo日志文件组里写数据的话，会导致后写入的redo日志覆盖掉前边写的redo日志？当然！所以InnoDB的设计者提出了checkpoint的概念。

checkpoint

如果 write pos追上checkpoint ，表示日志文件组满了，这时候不能再写入新的redo log记录，MySQL 得停下来，清空一些记录，把 checkpoint 推进一下。