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MySQL 回滚日志 undo log

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一、引入 undo log

一般数据库引擎默认工作在事务的中间两个隔离级别:

  • TRANSACTION_READ_COMMITTED,已提交读,oracle默认工作级别。不允许读取未commit的数据,这个级别仍然允许不可重复读和虚读产生。
  • TRANSACTION_REPEATABLE_READ,可重复读,MySQL默认工作级别。保证事务再次读取是依然得到相同的数据,部分解决了虚读,但虚读是仍然会出现的

MySQL 回滚日志 undo log

注:

  • 事务隔离级别越高,为避免冲突所花费的性能也就越多
  • 在可重复读级别,实际上可以解决部分的虚读问题,但是不能防止update更新产生的虚读问题,要禁止虚读产生,还是需要设置串行化隔离级别

InnoDB的已提交读和可重复读的底层实现原理:MVCC(多版本并发控制),MVCC提供了一种并发的读取方式,即快照读 ,同一份数据会有多个版本

InnoDB提供了2种读取操作:锁定读和非锁定读

  • 锁定读就是读取的时候加锁(S或X)
  • 非锁定读就是读取的时候没有加锁,指的就是MVCC提供的快照读—>快照读依赖的是底层的undo log回滚日志

ACD特性用事务日志实现,I 特性用锁+MVCC 实现。事务日志分为undo log(回滚日志) 和 redo log(重做日志)

二、undo log

1. undo log的概念

undo log和redo log统称事务日志,不同于binlog是MySQL Server层的日志,这两个属于存储引擎层的日志

  • redo log:重做日志,记录事务操作的变化,确保事务的持久性。redo log在事务开始时就开始记录,不管事务是否commit都会记录。出现异常时(如数据持久化过程断电),重启后InnoDB会使用redo log恢复到断电前的状态,保证数据的完整性
  • undo log:回滚日志,保存了事务发生之前的数据的一个版本,用于事务的回滚操作,同时也是实现多版本并发控制(MVCC)下读操作(快照读)的关键技术

2. undo log的作用

undo log回滚日志的主要作用:

  • 事务发生错误时回滚rollback,数据更新之前,会把原始数据保存在回滚日志中,保证事务出错回滚或者我们手动回滚的时候,能够在回滚日志中找到最初的数据
  • 提供了MVCC的非锁定读(快照读),依赖undo log实现

3. undo log的数据结构

MySQL 回滚日志 undo log

在MVCC下,针对表的所有记录,除了我们自行设定的字段book_id、book_name、auther

MySQL 回滚日志 undo log

还会添加几个字段

MySQL 回滚日志 undo log

  • DB_ROW_ID:和MVCC的关系不大,这个是我们创建表的时候,如果没有加PRIMARY KEY,那么InnoDB就自动生成主键列id(DB_ROW_ID),通过这个id作为主键创建索引树,在B+树的叶子节点上存放数据。由于InnoDB的数据和索引是存放在一起的,如果我们没有设置主键,InnoDB会自动生成主键
  • DB_TRX_ID:事务ID,我们每打开一个客户端session,输入begin,向服务器请求开启一个事务。事务开启请求发到MySQL server上,MySQL server为每个事务都会分配一个全局的,不冲突的事务ID(InnoDB存储引擎分配的,因为它才支持事务)。当某个事务修改数据时,DB_TRX_ID放的就是该事务的ID,同一个事务无论怎么更改数据,这个事务ID都不会改变
  • DB_ROLL_PTR:回滚指针,我们看到,存放的是地址,这个地址表示的是一个数据的内存的位置,看起来是一个链表,上图中的这个橙色表是最后的成品,那么这个表是怎么变来的呢?

最初的时候表是这样的:

MySQL 回滚日志 undo log

现在有一个ID为1001的事务来更改这条数据,这个事务把book_name改成了“笑傲江湖(吕颂贤)”

此时数据涉及到修改了,修改的数据存放在当前这个表中,那修改之前的数据怎么办?防止事务回滚恢复修改前的状态,需要将最初的数据存放在undo log中!

现在undo log的数据结构如下:

MySQL 回滚日志 undo log

现在有一个ID为1002的事务来更改这条数据,这个事务把book_name改成了“笑傲江湖(李亚鹏)”

现在undo log的数据结构如下:

MySQL 回滚日志 undo log

MVCC会给我们创建的表增加2个列,一个是事务ID,一个是指向修改前的数据的指针,修改之前的数据都是放在undo log回滚日志当中。对于每个版本的数据,是哪个事务改的DB_TRX_ID就写哪个事务ID,DB_ROLL_PTR指针把当前数据和旧数据串成1个链表。从当前行的DB_ROLL_PTR可以访问到旧数据,进行回滚就很简单了

三、undo log举例

原始的user表如下:

MySQL 回滚日志 undo log

MVCC机制会对这张表增加2列,修改当前数据的事务ID(DB_TRX_ID)和指向undo log的指针(DB_ROLL_PTR)

我们把id=7的age改为16,如下图所示:

MySQL 回滚日志 undo log

原来(id=7,age=15)这个版本的数据放到了undo log中

这是我们再增加了1行新数据,由于新增的数据没有对应的老版本,所以undo log中对应为NULL,如下图所示:

MySQL 回滚日志 undo log

回滚的时候发现是NULL,就知道是insert增加的数据,直接执行insert的反操作delete就可以了

同样的,如果我们这时要修改刚刚insert的数据,将id=23的age改成23

MySQL 回滚日志 undo log

在已提交读和可重复读隔离级别下,当我们去读数据的时候,可不是像串行化一样通过SX锁或间隙锁实现,而是纯粹通过MVCC的快照读实现的

转载自:https://juejin.cn/post/7297155636332331045
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