以前有過一篇關于MySQL查詢語句的執行過程,這里總結一下update語句的執行過程。由于update涉及到數據的修改,所以,很容易推斷,update語句比select語句會更復雜一些。

1,準備
創建一張test表
CREATE TABLE `test` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`c` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '數值',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='測試表';
插入三條數據
INSERT INTO `test` (`c`) VALUES (1), (2), (3);
2,測試
加入我要把第一條數據的 c 值 加 1,則
UPDATE `test` SET `c` = `c` + 1 WHERE `id` = 1;
按照我們平常的思路,就是找出這條記錄,把它的值改好,保存就OK了。
但我們追究一下細節,由于涉及到修改數據,所以涉及到日志了。
3 操作順序
3.1 查找記錄:執行器先找引擎取id=1這一行。ID是主鍵,引擎直接用樹搜索找到這一行。如果id=1這一行所在的數據頁本來就在內存中,就直接返回給執行器;否則,需要先從磁盤讀入內存,然后再返回;
3.2 執行器拿到引擎返回的行數據,把num改為2,得到新的一行數據,再調用引擎接口寫入這行新數據;
3.3 引擎將這行新數據更新到內存中,同時將這個更新操作記錄到redo log里面,此時redo log處于prepare狀態;
3.4 引擎告知執行器,我執行完成了,你隨時可以調我的接口提交事務了;
3.5 執行器生成這個操作的binlog,并把binlog寫入磁盤。
3.6 執行器調用引擎的提交事務接口,引擎把剛剛寫入的redo log改成提交commit狀態,更新完成。

binlog
是MySQL內部實現二階段提交的協調者,它為每個事務分配一個事務ID: XID
一階段:
開啟事務,redo log 和 undo log已經記錄了對應的日志,此時事務狀態為prepare
二階段:
binlog
完成write和fsync
后,成功,事務一定提交了,否則事務回滾 發送commit,清除undo信息,刷redo,設置事務狀態為completed
4, 兩種日志 4.1 重做日志 redo log
redo log 通常是物理日志,記錄的是數據頁的物理修改,而不是某一行或某幾行修改成怎樣怎樣,它用來恢復提交后的物理數據頁(恢復數據頁,且只能恢復到最后一次提交的位置)。
一般更新會有如下做法:
直接查詢原始數據,立馬更新; 先找個臨時記事本,做下記錄,等不忙的時候/結算時候進行核算更新。
第一種做法在高并發IO的情況下非常的不容樂觀。所以一般都會采用第二種方式。
同樣在MySQL里存在這樣的一個問題,如果每一次的更新操作都需要寫進磁盤,然后磁盤也要找到對應的那條記錄,然后再更新,整個過程IO成本、查找成本都很高。為了解決這個問題,MySQL的設計者就用了redo log的思路來提升更新效率。
臨時記事本和原始數據進行操作的整個過程,也是對應MySQL里經常說到的WAL(預寫式日志)技術,WAL的全稱是Write-Ahead Logging,它的關鍵點就是先寫日志,再寫磁盤。具體來說,當有一條記錄需要更新的時候,InnoDB引擎就會先把記錄寫到redo log(記事本)里面,并更新內存,這個時候更新就算完成了。同時,InnoDB引擎會在適當的時候,將這個記事本里的操作記錄更新到磁盤里面,而這個更新往往是在系統比較空閑的時候做。
問題:redo log(記事本)寫滿如何解決?
InnoDB的redo log是固定大小的,比如可以配置為一組4個文件,每個文件的大小是1GB,那么這塊“記事本”總共就可以記錄4GB的操作。從頭開始寫,寫到末尾就又回到開頭循環寫,如下面這個圖所示。
write pos是當前記錄的位置,一邊寫一邊后移,寫到第3號文件末尾后就回到0號文件開頭。checkpoint是當前要擦除的位置,也是往后推移并且循環的,擦除記錄前要把記錄更新到數據文件。
write pos和checkpoint之間的是“記事本”上還空著的部分,可以用來記錄新的操作。如果write pos追上checkpoint,表示“粉板”滿了,這時候不能再執行新的更新,得停下來先擦掉一些記錄,把checkpoint推進一下。
有了redo log,InnoDB就可以保證即使數據庫發生異常重啟,之前提交的記錄都不會丟失,這個能力稱為crash-safe。
4.2 歸檔日志 binlog
MySQL整體來看,其實就有兩塊:一塊是Server層,它主要做的是MySQL功能層面的事情;還有一塊是引擎層,負責存儲相關的具體事宜。上面redo log是InnoDB引擎特有的日志,而Server層也有自己的日志,稱為binlog(歸檔日志)。
為什么會有兩份日志呢?
最開始MySQL里并沒有InnoDB引擎。MySQL自帶的引擎是MyISAM,但是MyISAM沒有crash-safe的能力,binlog日志只能用于歸檔。而InnoDB是另一個公司以插件形式引入MySQL的,既然只依靠binlog是沒有crash-safe能力的,所以InnoDB使用另外一套日志系統——也就是redo log來實現crash-safe能力。
這兩種日志有以下三點不同。
redo log是InnoDB引擎特有的;binlog是MySQL的Server層實現的,所有引擎都可以使用。
redo log是物理日志,記錄的是“在某個數據頁上做了什么修改”;binlog是邏輯日志,記錄的是這個語句的原始邏輯,比如“給ID=2這一行的c字段加1 ”。
redo log是循環寫的,空間固定會用完;binlog是可以追加寫入的。“追加寫”是指binlog文件寫到一定大小后會切換到下一個,并不會覆蓋以前的日志。
5 兩階段提交
將redo log的寫入拆成了兩個步驟:prepare 和 commit,這就是"兩階段提交"。
5.1 為什么必須有“兩階段提交”呢?這是為了讓兩份日志之間的邏輯一致。
binlog會記錄所有的邏輯操作,并且是采用“追加寫”的形式。如果你的DBA承諾說半個月內可以恢復,那么備份系統中一定會保存最近半個月的所有binlog,同時系統會定期做整庫備份。這里的“定期”取決于系統的重要性,可以是一天一備,也可以是一周一備。
當需要恢復到指定的某一秒時,比如某天下午兩點發現中午十二點有一次誤刪表,需要找回數據,那你可以這么做:
首先,找到最近的一次全量備份,如果你運氣好,可能就是昨天晚上的一個備份,從這個備份恢復到臨時庫;
然后,從備份的時間點開始,將備份的binlog依次取出來,重放到中午誤刪表之前的那個時刻。
這樣你的臨時庫就跟誤刪之前的線上庫一樣了,然后你可以把表數據從臨時庫取出來,按需要恢復到線上庫去。
說完了數據恢復過程,我們回來說說,為什么日志需要“兩階段提交”。這里不妨用反證法來進行解釋。
5.2 如果不用兩階段提交
由于redo log和binlog是兩個獨立的邏輯,如果不用兩階段提交,要么就是先寫完redo log再寫binlog,或者采用反過來的順序。
我們看看這兩種方式會有什么問題。
仍然用前面的update語句來做例子,當前ID=1的行,字段c的值是1。
5.2.1 先寫redo log,后寫binlog
假設在redo log寫完了,但binlog還沒有寫完的時候,MySQL進程異常重啟。由于我們前面說過的,redo log寫完之后,系統即使崩潰,仍然能夠把數據恢復回來,所以恢復后這一行c的值是2。但是由于binlog沒寫完就crash了,這時候binlog里面就沒有記錄這個語句,如果需要用這個binlog來恢復臨時庫的話,由于這個語句的binlog丟失,這個臨時庫就會少了這一次更新,恢復出來的這一行c的值就是1,與原庫的值不同。
5.2.2 先寫binlog,后寫redo log
如果在binlog寫完之后crash,由于redo log還沒寫,崩潰恢復以后這個事務無效,所以這一行c的值是1。但是binlog里面已經記錄了“把c從1改成2”這個日志。所以,在之后用binlog來恢復的時候,恢復出來的臨時庫中的這一行c值就是2,與原庫的值不同。
可以看到,如果不使用“兩階段提交”,那么數據庫的狀態就有可能和用它的日志恢復出來的庫的狀態不一致。
其實不只是誤操作后需要用這個過程來恢復數據。當需要擴容的時候,也就是需要再多搭建一些備庫來增加系統的讀能力的時候,現在常見的做法也是用全量備份加上應用binlog來實現的,這個“不一致”就會導致你的線上出現主從數據庫不一致的情況。
簡單說,redo log和binlog都可以用于表示事務的提交狀態,而兩階段提交就是讓這兩個狀態保持邏輯上的一致。
redo log 用于保證crash-safe能力。innodb_flush_log_at_trx_commit這個參數設置成1的時候,表示每次事務的redo log都直接持久化到磁盤。這個參數建議設置成1,這樣可以保證MySQL異常重啟之后數據不丟失。
sync_binlog 這個參數設置成1的時候,表示每次事務的binlog都持久化到磁盤。這個參數也建議設置成1,這樣可以保證MySQL異常重啟之后binlog不丟失。
以上就是mysql update語句的執行過程詳解的詳細內容,更多關于update語句的執行過程的資料請關注腳本之家其它相關文章!
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