详解Mysql的 Binlog、UndoLog 和 RedoLog
MySQL 中有三种重要的日志机制：Binlog（二进制日志）、UndoLog（回滚日志）和 RedoLog（重做日志）。它们在数据库系统中扮演着不同的角色，共同保障了数据库的可靠性、一致性和可恢复性。
1. Binlog (Binary Log，二进制日志)
基本概念
Binlog 是 MySQL Server 层实现的二进制日志，记录了对数据库执行的所有更改操作（DDL 和 DML），但不包括 SELECT 和 SHOW 这类不修改数据的操作。
主要特点
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服务层实现：与存储引擎无关，所有引擎都会产生 binlog。
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追加写入：以追加方式写入文件，不会覆盖旧日志。
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三种格式：
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STATEMENT：记录 SQL 语句本身。
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ROW：记录行的变更（默认格式）。
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MIXED：混合模式，根据情况自动选择。
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主要用途
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主从复制：从库通过重放主库的 binlog 实现数据同步。
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数据恢复：可以通过 binlog 进行时间点恢复。
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数据审计：可以通过分析 binlog 追踪数据库变更。
工作流程
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事务执行过程中，将变更记录到 binlog cache。
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事务提交时，将 binlog cache 写入 binlog 文件。
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根据 sync_binlog 参数决定何时刷盘（0-系统决定，1-每次提交，N-每N次提交）。
2. UndoLog (回滚日志)
基本概念
UndoLog 是 InnoDB 存储引擎特有的日志，用于记录事务发生前的数据状态，主要用于事务回滚和 MVCC 实现。
主要特点
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逻辑日志：记录与执行操作相反的操作（如 INSERT 对应 DELETE）。
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存储在系统表空间：默认存储在 ibdata1 文件中。
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多版本控制：支持 MVCC（多版本并发控制）。
主要用途
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事务回滚：事务失败时回滚到之前的状态。
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MVCC 实现：提供数据的多版本读视图。
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崩溃恢复：帮助恢复未完成的事务。
工作流程
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事务开始前，记录修改前的数据到 undo log。
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如果事务需要回滚，根据 undo log 恢复原始数据。
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事务提交后，undo log 不会立即删除，可能被其他事务的 MVCC 读使用。
3. RedoLog (重做日志)
基本概念
RedoLog 是 InnoDB 特有的物理日志，记录的是"在某个数据页上做了什么修改"，用于崩溃恢复。
主要特点
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物理日志：记录的是页的物理修改。
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循环写入：固定大小，循环使用。
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WAL 技术：Write-Ahead Logging，先写日志再写磁盘。
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两阶段提交：与 binlog 配合实现数据一致性。
主要用途
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崩溃恢复：确保已提交事务的持久性。
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提高性能：将随机 IO 变为顺序 IO。
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保证持久性：即使系统崩溃也能恢复已提交的数据。
工作流程
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事务修改数据时，先修改内存中的缓冲池(Buffer Pool)。
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将修改记录写入 redo log buffer。
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根据 innodb_flush_log_at_trx_commit 参数决定刷盘时机：
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0：每秒刷盘一次。
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1：每次事务提交都刷盘（默认）。
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2：每次提交只写入文件系统缓存。
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4. 三者的协同工作
在事务提交时，这三种日志的协作流程（以默认设置为例）：
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事务开始。
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记录 undo log（用于回滚）。
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执行 SQL，修改 Buffer Pool 中的数据页。
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记录 redo log（准备状态）。
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记录 binlog。
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提交事务，redo log 状态改为 commit。
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后台线程将脏页刷盘。
这个过程采用了"两阶段提交"来保证 redo log 和 binlog 的一致性。
5. 对比总结
| 特性 | Binlog | UndoLog | RedoLog |
|---|---|---|---|
| 层级 | MySQL Server 层 | InnoDB 引擎层 | InnoDB 引擎层 |
| 类型 | 逻辑日志 | 逻辑日志 | 物理日志 |
| 内容 | SQL 或行变更 | 反向操作 | 页的物理修改 |
| 用途 | 复制、恢复、审计 | 事务回滚、MVCC | 崩溃恢复 |
| 生命周期 | 可配置保留时间 | 事务结束后可能保留 | 循环覆盖使用 |
| 持久化时机 | 事务提交时 | 事务开始前 | 事务过程中 |
6. 实际应用中的注意事项
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性能调优：
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sync_binlog 和 innodb_flush_log_at_trx_commit 参数影响性能和数据安全性。
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适当增大 redo log 大小可以减少刷盘频率。
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备份恢复：
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结合 binlog 可以实现时间点恢复。
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全量备份+binlog 是常见的备份策略。
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主从复制：
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基于 binlog 的主从复制有延迟问题。
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半同步复制可以部分解决数据一致性问题。
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