SQL 更新语句是如何执行的

简单的一条更新语句:

mysql>update table set(`name`) value('123') where id=2;

更新会清除缓存

与查询的操作基本一样,但是涉及到了两个重要的日志模块

redo log

重做日志,引擎层日志模块,属于物理日志,写入方式是循环的,空间总会用完

它的设计思路是先将 update 数据写入到这个日志模块中,并且更新内存,这样这条更新语句就暂时结束了。等数据库空闲的时候,它会将更新数据写入磁盘中。

这种设计思路来自:《孔乙己》 这篇文章,酒店掌柜有一个粉板,专门用来记录客人的赊账记录。如果赊账的人不多,那么他可以把顾客名和账目写在板上。但如果赊账的人多了,粉板总会有记不下的时候,这个时候掌柜一定还有一个专门记录赊账的账本。

如果有人要赊账或者还账的话,掌柜一般有两种做法:

  • 一种做法是直接把账本翻出来,把这次赊的账加上去或者扣除掉
  • 另一种做法是先在粉板上记下这次的账,等打烊以后再把账本翻出来核算

而粉板和账本配合的整个过程,其实就是 MySQL 里经常说到的 WAL 技术,WAL 的全称是 Write-Ahead Logging,它的关键点就是先写日志,再写磁盘,也就是先写粉板,等不忙的时候再写账本。

具体来说,当有一条记录需要更新的时候,InnoDB 引擎就会先把记录写到 redo log(粉板)里面,并更新内存,这个时候更新就算完成了。同时,InnoDB 引擎会在适当的时候,将这个操作记录更新到磁盘里面,而这个更新往往是在系统比较空闲的时候做,这就像打烊以后掌柜做的事。

与此类似,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,那么这块“粉板” 总共就可以记录 4GB 的操作。从头开始写,写到末尾就又回到开头循环写,

有了 redo log,InnoDB 就可以保证即使数据库发生异常重启,之前提交的记录都不会丢失,这个能力称为 crash-safe

binlog

归档日志,Server 层日志模块,属于逻辑日志,记录的是语句的原始逻辑,写入方式是“追加写入”,可用切换到另一个文件继续写,不会覆盖之前的记录

update 执行流程

  1. 执行器先找引擎取 ID=2 这一行。ID 是主键,引擎直接用树搜索找到这一行。如果 ID=2 这一行所在的数据页本来就在内存中,就直接返回给执行器;否则,需要先从磁盘读入内存,然后再返回。

  2. 执行器拿到引擎给的行数据,把这个值加上 1,比如原来是 N,现在就是 N+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中,同时将这个更新操作记录到 redo log 里面,此时 redo log 处于 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,并把 binlog 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 改成提交(commit)状态,更新完成。

这个流程中有地方需要注意的,将 redo log 的写入拆成了两个步骤:prepare 和 commit,这就是"两阶段提交"。

之所会有两段提交,那是因为 redo log 写入的是保障 crash 之后,可以恢复之前未写入的数据。而 binlog 是 记录一定时间内所有的语句原始逻辑,那么是可以恢复到任意时间点的数据。

若是写入 redo log 之后提交事务,这时候还没有 写入 binlog 就 crash ,那么就出现两个日志模块的数据不一致

若是在写入 redo log 之后不提交,那么在写入 binlog 之后提交,这就保证了两者的数据一致性

两阶段提交是跨系统维持数据逻辑一致性时常用的一个方案,日常开发时候也会用到

恢复误删数据

  1. 首先,找到最近的一次全量备份,如果你运气好,可能就是昨天晚上的一个备份,从这个备份恢复到临时库;

  2. 然后,从备份的时间点开始,将备份的 binlog 依次取出来,重放到中午误删表之前的那个时刻。

redo log 用于保证 crash-safe 能力。innodb_flush_log_at_trx_commit 这个参数设置成 1 的时候,表示每次事务的 redo log 都直接持久化到磁盘。这个参数建议设置成 1,这样可以保证 MySQL 异常重启之后数据不丢失。

sync_binlog 这个参数设置成 1 的时候,表示每次事务的 binlog 都持久化到磁盘。这个参数也建议设置成 1,这样可以保证 MySQL 异常重启之后 binlog 不丢失。

思考

  1. 对数据库进行定期全量备份的周期“取决于系统重要性,有的是一天一备,有的是一周一备”。那么在什么场景下,一天一备会比一周一备更有优势呢?或者说,它影响了这个数据库系统的哪个指标?