【MySQL实战笔记】02.一条SQL更新语句是如何执行的-1

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简介: 【4月更文挑战第4天】SQL更新语句执行涉及查询和日志模块,主要为`redo log`和`binlog`。`redo log`先写日志再写磁盘,保证`crash-safe`;`binlog`记录逻辑日志,支持所有引擎,且追加写入。执行过程分为执行器查找数据、更新内存和`redo log`(prepare状态)、写入`binlog`、提交事务(`redo log`转commit)。两阶段提交确保日志逻辑一致,支持数据库恢复至任意时间点。

一条SQL更新语句是如何执行的

以下面语句为例

 update T set c=c+1 where ID=2;

更新语句也会走查询语句的那一套流程,除此以外,更新语句还涉及两个重要的日志模块:redo log重做日志和binlog归档日志。

redo log 重做日志

在MySQL更新的时候,如果每次的更新操作都需要写进磁盘,然后磁盘也要找到对应的那条记录然后再更新,整个过程的IO成本和查找成本都很高。MySQL使用了WAL技术解决这个问题,全称是Write-Ahead Logging关键点是先写日志,再写磁盘

当有一条记录需要更新的时候,InnoDB引擎会先把记录写到redo log里,并更新内存,这个时候更新就算完成了。同时,InnoDB会在适当的时候,将这个操作记录更新到磁盘里,这个更新往往是系统比较空闲的时候进行。

InnoDB的redo log是固定大小的,比如可以配置为一组4个文件,每个文件的大小是1GB,那么总共可以记录4GB的操作。如果满了的话,就需要先把一部分数据更新到磁盘里,再继续往下写。
image-20240407210942761.png

如上图所示,write pos是当前记录的位置,一边写一边往后移动。checkpoint是当前要更新的位置,也是往后推移并循环的。write poscheckpoint之间是还空闲的部分(注意是ib_logfile3-iblogfile0那段),可以用来执行新的操作。如果write pos追上了checkpoint,就需要停下来先擦掉一些记录,把checkpoint向前推进。

有了redo log,InnoDB可以保证即使数据库异常重启,之前提交的记录也不会丢失,这个能力称为crash-safe

binlog 归档日志

redo log重做日志是InnoDB引擎特有的日志,Server层的日志称为binlog

这两个日志的不同如下:

  • redo log是InnoDB引擎特有的;binlog是MySQL的Server层实现的,所有引擎都可以使用

  • redo log是物理日志,记录的是“在某个数据页上做了什么修改”;binlog是逻辑日志,记录的是这个语句的原始逻辑,比如“给ID=2这一行的c字段加1 ”。

  • redo log是循环写的,空间固定会用完;binlog是可以追加写入的。“追加写”是指binlog文件写到一定大小后会切换到下一个,并不会覆盖以前的日志。

执行器和InnoDB引擎在执行update语句时的内部流程如下:

  1. 执行器先找引擎取ID=2的这一行,由于ID是主键,所以引擎直接用树搜索找到这一行。如果ID=2这一行的数据页本来就在内存里,就直接返回给执行器;否则,先从磁盘里读入内存,然后在返回。
  2. 执行器拿到引擎给出的行数据后,把这个值+1,得到新的一行数据,再调用引擎接口写入这行新数据。
  3. 引擎将这行新数据更新到内存里,同时把更新操作记录到redo log里。此时redo log处理prepare状态。然后告知执行器执行完成了,随时可以提交事务。
  4. 执行器生成这个操作的binlog并写入磁盘
  5. 执行器调用引擎的提交事务接口,引擎把刚刚写入的redo log改为commit状态,更新完成。

如下图所示,其中浅色框表示在InnoDB内部执行的,深色框表示在执行器中执行的。

image-20240407212456250.png

两阶段提交

在上图里,最后三步将redo log的写入拆分成了两个步骤:prepaer和commit,这就是两阶段提交。

为什么必须要这么进行呢?这是为了让两份日志之间的逻辑一致。思考一个问题:怎么让数据库恢复到半个月内任意一秒的状态。

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