mysql update語句的執(zhí)行過程詳解

以前有過一篇關(guān)于MySQL查詢語句的執(zhí)行過程，這里總結(jié)一下update語句的執(zhí)行過程。由于update涉及到數(shù)據(jù)的修改，所以，很容易推斷，update語句比select語句會(huì)更復(fù)雜一些。

1，準(zhǔn)備

創(chuàng)建一張test表

CREATE TABLE `test` (
 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `c` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '數(shù)值',
 PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='測(cè)試表';

插入三條數(shù)據(jù)

INSERT INTO `test` (`c`) VALUES (1), (2), (3);

2，測(cè)試

加入我要把第一條數(shù)據(jù)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(xì)節(jié)，由于涉及到修改數(shù)據(jù)，所以涉及到日志了。

3 操作順序

3.1 查找記錄：執(zhí)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(shù)據(jù)頁本來就在內(nèi)存中，就直接返回給執(zhí)行器；否則，需要先從磁盤讀入內(nèi)存，然后再返回；

3.2 執(zhí)行器拿到引擎返回的行數(shù)據(jù)，把num改為2，得到新的一行數(shù)據(jù)，再調(diào)用引擎接口寫入這行新數(shù)據(jù)；

3.3 引擎將這行新數(shù)據(jù)更新到內(nèi)存中，同時(shí)將這個(gè)更新操作記錄到redo log里面，此時(shí)redo log處于prepare狀態(tài)；

3.4 引擎告知執(zhí)行器，我執(zhí)行完成了，你隨時(shí)可以調(diào)我的接口提交事務(wù)了；

3.5 執(zhí)行器生成這個(gè)操作的binlog，并把binlog寫入磁盤。

3.6 執(zhí)行器調(diào)用引擎的提交事務(wù)接口，引擎把剛剛寫入的redo log改成提交commit狀態(tài)，更新完成。

binlog是MySQL內(nèi)部實(shí)現(xiàn)二階段提交的協(xié)調(diào)者，它為每個(gè)事務(wù)分配一個(gè)事務(wù)ID: XID
一階段：
開啟事務(wù)，redo log 和 undo log已經(jīng)記錄了對(duì)應(yīng)的日志，此時(shí)事務(wù)狀態(tài)為prepare
二階段：

binlog 完成write和fsync后，成功，事務(wù)一定提交了，否則事務(wù)回滾 發(fā)送commit，清除undo信息，刷redo，設(shè)置事務(wù)狀態(tài)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(shù)據(jù)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(fù)提交后的物理數(shù)據(jù)頁(恢復(fù)數(shù)據(jù)頁，且只能恢復(fù)到最后一次提交的位置)。

一般更新會(huì)有如下做法：

直接查詢?cè)紨?shù)據(jù)，立馬更新； 先找個(gè)臨時(shí)記事本，做下記錄，等不忙的時(shí)候/結(jié)算時(shí)候進(jìn)行核算更新。

第一種做法在高并發(fā)IO的情況下非常的不容樂觀。所以一般都會(huì)采用第二種方式。

同樣在MySQL里存在這樣的一個(gè)問題，如果每一次的更新操作都需要寫進(jìn)磁盤，然后磁盤也要找到對(duì)應(yīng)的那條記錄，然后再更新，整個(gè)過程IO成本、查找成本都很高。為了解決這個(gè)問題，MySQL的設(shè)計(jì)者就用了redo log的思路來提升更新效率。

臨時(shí)記事本和原始數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的整個(gè)過程，也是對(duì)應(yīng)MySQL里經(jīng)常說到的WAL(預(yù)寫式日志)技術(shù)，WAL的全稱是Write-Ahead Logging，它的關(guān)鍵點(diǎn)就是先寫日志，再寫磁盤。具體來說，當(dāng)有一條記錄需要更新的時(shí)候，InnoDB引擎就會(huì)先把記錄寫到redo log（記事本）里面，并更新內(nèi)存，這個(gè)時(shí)候更新就算完成了。同時(shí)，InnoDB引擎會(huì)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，將這個(gè)記事本里的操作記錄更新到磁盤里面，而這個(gè)更新往往是在系統(tǒng)比較空閑的時(shí)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(gè)文件，每個(gè)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(huán)寫，如下面這個(gè)圖所示。

write pos是當(dāng)前記錄的位置，一邊寫一邊后移，寫到第3號(hào)文件末尾后就回到0號(hào)文件開頭。checkpoint是當(dāng)前要擦除的位置，也是往后推移并且循環(huán)的，擦除記錄前要把記錄更新到數(shù)據(jù)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(shí)候不能再執(zhí)行新的更新，得停下來先擦掉一些記錄，把checkpoint推進(jìn)一下。

有了redo log，InnoDB就可以保證即使數(shù)據(jù)庫發(fā)生異常重啟，之前提交的記錄都不會(huì)丟失，這個(gè)能力稱為crash-safe。

4.2 歸檔日志 binlog

MySQL整體來看，其實(shí)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(fù)責(zé)存儲(chǔ)相關(guān)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(huì)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(gè)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(tǒng)——也就是redo log來實(shí)現(xiàn)crash-safe能力。

這兩種日志有以下三點(diǎn)不同。

redo log是InnoDB引擎特有的；binlog是MySQL的Server層實(shí)現(xiàn)的，所有引擎都可以使用。

redo log是物理日志，記錄的是“在某個(gè)數(shù)據(jù)頁上做了什么修改”；binlog是邏輯日志，記錄的是這個(gè)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(huán)寫的，空間固定會(huì)用完；binlog是可以追加寫入的?！白芳訉憽笔侵竍inlog文件寫到一定大小后會(huì)切換到下一個(gè)，并不會(huì)覆蓋以前的日志。

5 兩階段提交

將redo log的寫入拆成了兩個(gè)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(huì)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(gè)月內(nèi)可以恢復(fù)，那么備份系統(tǒng)中一定會(huì)保存最近半個(gè)月的所有binlog，同時(shí)系統(tǒng)會(huì)定期做整庫備份。這里的“定期”取決于系統(tǒng)的重要性，可以是一天一備，也可以是一周一備。

當(dāng)需要恢復(fù)到指定的某一秒時(shí)，比如某天下午兩點(diǎn)發(fā)現(xiàn)中午十二點(diǎn)有一次誤刪表，需要找回?cái)?shù)據(jù)，那你可以這么做：

首先，找到最近的一次全量備份，如果你運(yùn)氣好，可能就是昨天晚上的一個(gè)備份，從這個(gè)備份恢復(fù)到臨時(shí)庫；

然后，從備份的時(shí)間點(diǎn)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(gè)時(shí)刻。

這樣你的臨時(shí)庫就跟誤刪之前的線上庫一樣了，然后你可以把表數(shù)據(jù)從臨時(shí)庫取出來，按需要恢復(fù)到線上庫去。

說完了數(shù)據(jù)恢復(fù)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(jìn)行解釋。

5.2 如果不用兩階段提交

由于redo log和binlog是兩個(gè)獨(dú)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(huì)有什么問題。

仍然用前面的update語句來做例子，當(dāng)前ID=1的行，字段c的值是1。

5.2.1 先寫redo log，后寫binlog

假設(shè)在redo log寫完了，但binlog還沒有寫完的時(shí)候，MySQL進(jìn)程異常重啟。由于我們前面說過的，redo log寫完之后，系統(tǒng)即使崩潰，仍然能夠把數(shù)據(jù)恢復(fù)回來，所以恢復(fù)后這一行c的值是2。但是由于binlog沒寫完就crash了，這時(shí)候binlog里面就沒有記錄這個(gè)語句，如果需要用這個(gè)binlog來恢復(fù)臨時(shí)庫的話，由于這個(gè)語句的binlog丟失，這個(gè)臨時(shí)庫就會(huì)少了這一次更新，恢復(fù)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(fù)以后這個(gè)事務(wù)無效，所以這一行c的值是1。但是binlog里面已經(jīng)記錄了“把c從1改成2”這個(gè)日志。所以，在之后用binlog來恢復(fù)的時(shí)候，恢復(fù)出來的臨時(shí)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(shù)據(jù)庫的狀態(tài)就有可能和用它的日志恢復(fù)出來的庫的狀態(tài)不一致。

其實(shí)不只是誤操作后需要用這個(gè)過程來恢復(fù)數(shù)據(jù)。當(dāng)需要擴(kuò)容的時(shí)候，也就是需要再多搭建一些備庫來增加系統(tǒng)的讀能力的時(shí)候，現(xiàn)在常見的做法也是用全量備份加上應(yīng)用binlog來實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)“不一致”就會(huì)導(dǎo)致你的線上出現(xiàn)主從數(shù)據(jù)庫不一致的情況。

簡(jiǎn)單說，redo log和binlog都可以用于表示事務(wù)的提交狀態(tài)，而兩階段提交就是讓這兩個(gè)狀態(tài)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(gè)參數(shù)設(shè)置成1的時(shí)候，表示每次事務(wù)的redo log都直接持久化到磁盤。這個(gè)參數(shù)建議設(shè)置成1，這樣可以保證MySQL異常重啟之后數(shù)據(jù)不丟失。

sync_binlog 這個(gè)參數(shù)設(shè)置成1的時(shí)候，表示每次事務(wù)的binlog都持久化到磁盤。這個(gè)參數(shù)也建議設(shè)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(zhí)行過程詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于update語句的執(zhí)行過程的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！