公司两学一做网站,创意设计赛道具体赛题是什么,东莞网站建设咨询公,定州建设项目文章目录 1.InnoDB引擎中的逻辑存储结构2.事务的基本概念3.Redo log的核心概念3.1.什么是Redo log3.2.如果没有redo log面临的问题3.3.使用redo log之后是怎样的流程 4.Undo log的核心概念 1.InnoDB引擎中的逻辑存储结构
InnoDB存储引擎的逻辑结构分为以下几层#xff1a; Ta… 文章目录 1.InnoDB引擎中的逻辑存储结构2.事务的基本概念3.Redo log的核心概念3.1.什么是Redo log3.2.如果没有redo log面临的问题3.3.使用redo log之后是怎样的流程 4.Undo log的核心概念 1.InnoDB引擎中的逻辑存储结构
InnoDB存储引擎的逻辑结构分为以下几层 TableSpace表空间 表空间是InnoDB存储引擎逻辑结构中的最高层如果开启了innodb_file_per_table参数那么每张表都会有一个表空间文件xxx.ibd在一个MySQL实例中可以对应多个表空间表空间用于存储行数据以及索引数据。在表空间中可以包含多个Segment段。 Segment段 表空间就是由很多个段组成的分为数据段、索引段、回滚段。InnoDB是索引来组织表的数据段就是B树的叶子节点叶子节点中包含的是表中的每一条数据索引段是B树结构中的非叶子节点非叶子节点中记录的都是索引元素。 Extent区 区是表空间中的单元结构每个区的固定大小为1M一个区中会有很多个页默认情况中InnoDB存储引擎页的大小为16KB因此一个区中一共有64个连接的页。 Page页 页是InnoDB存储引擎在磁盘管理中最小的单元每个页的大小为16KB为了保证页的连续性InnoDB存储引擎每次会从磁盘中申请4-5个区每个页下又拥有很多个行。页的上层是区一个区中可以包含64个页每次页需要的4-5个区都是从区中申请的。 Row行 InnoDB存储引擎是面向行的也就是说数据时安装行进行存放的在每一行中除了定义表的所有字段外还包含Trxid和roll pointer两个隐藏的字段。Trx_id每次对某条记录进行改动时将对应的事务id赋值给trx_id作为隐藏列。Roll_pointer每次对某条记录进行改动时都会将旧版本的数据写入到undo日志中这个隐藏列相当于一个指针可以通过这个指针来找到记录被修改前的数据。 2.事务的基本概念
事务指的是一组操作的集合事务会把集合中所有的操作看成是一个整体一起向数据库提交这些操作或者撤销这些操作这些操作可以是增加数据、修改数据、插入数据、查询数据但是这一个集合中的所有操作必须要么全部成功要么全部失败。 事务的重点概念就是要么全部执行成功、要么全部执行失败。 事务这种操作经常应用于银行、金融等业务场景只要涉及金额、交易等这类场景就需要用到事务操作。 事务的四大特性分别是原子性、一致性、隔离性、持久性。
原子性Atomicity事务是不可分割的最小操作单元事务里的多个操作单元要么全部执行成功要么全部执行失败。一致性Consistency事务完成时所有的数据都保持一致的状态以转账场景为例一旦提交事务后转账双方的金额变化必须符合业务逻辑小明余额减1000元小红余额就必须加1000元数据要保持一致状态。隔离性Isolation数据库系统提供事务的隔离机制保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行在很多场景下会有多个事务同时对一个数据表进行操作此时有了隔离机制事务A运行的时候并不会影响事务B的运行。持久性Durability事务一旦提交或者回滚后对于数据库的数据改变将是永久性的数据都会被写入到磁盘中。
我们研究事务的原理时主要研究InnoDB引擎如何保证事务的四大特性的。
对于事务的四大特性实际上是分为两个部分的其中原子性、一致性、持久性是由InnoDB中的redo log日志和undo log日志来保证的。而隔离性是通过数据库中的锁加上MVCC来保证。
下面我们重点来讲解redo log和undo log。隔离性中的MVCC放在下一篇详细讲解。
redo log主要是将事务提交之后的数据写入到redo log日志文件中用于数据的持久化或者数据恢复。
undo log主要是将事务提交之前的数据写入到undo log日志文件中当事务回滚时会从这里读取数据。
事务的原子性由undo log日志保障持久性由redo log日志保障一致性由undo log和redo log保障隔离性由锁MVCC保障。
3.Redo log的核心概念
3.1.什么是Redo log
redo log称为重做日志在redo log中记录的是事务提交时数据页的物理修改所有事务提交时的数据都会记录在redo log中用来实现事务的持久性。
redo log日志由两部分组成重做日志缓冲redo log buffer以及重做日志文件redo log file前者是在内存中存放后者在磁盘中存放当事务提交之后会把事务提交后所有的修改信息都保存到redo log中当刷新脏页到磁盘发送错误时可以通过redo log进行数据的恢复。
3.2.如果没有redo log面临的问题
在InnoDB存储引擎中分为内存结构和磁盘结构在内存结构中的主要区域就是Buffer Pool缓冲池了在缓冲池中会有很多个数据页数据最终是要写在磁盘进行持久化的。
当我们通过一个事务执行多个增删改的操作时InnoDB存储引擎首先会操作缓冲池中的数据如果缓冲池中没有我们要操作的数据那么会通过后台线程从磁盘中将要操作的数据加载到缓冲池中进行缓存然后由事务操作缓冲池中的数据数据被修改后所在的数据页我们就会称为脏页脏页会在一定的时机通过后台线程将数据刷新到磁盘中从而保证缓冲区和磁盘的数据是一致的保证数据的持久性。
但是缓冲区的脏页数据并不是实时刷新的而是通过一段时间之后将缓冲区的数据刷新到磁盘中如果在刷新磁盘的过程中出错了但是提示用户事务提交成功了最终数据并没有持久化这就出现问题了事务的持久性没有得到保障。 3.3.使用redo log之后是怎样的流程
为了避免事务的持久性出现的问题在INnoDB存储引擎中提供了一份日志redo log。
有了redo log之后当对缓冲池中的数据进行增删改之后会将数据页的变化记录在redo log buffer缓冲区中当事务提交之后会将redo log buffer中的数据刷新到redo log的磁盘文件中。
当一段时间之后要刷新缓冲区的脏页数据到磁盘时发生了错误此时就可以借助redo log进行的数据恢复这样就保证了事务的持久性。
当脏页数据成功刷新到磁盘此时redolog就没有作用了可以被回收所以redo log是有大小限制的当超过限制后会循环写入覆盖掉最早的数据。 我们可以再思考一个问题为什么每次提交时候之后要刷新redo log buffer中的数据导磁盘并不是直接将buffer pool中的脏页数据刷新到磁盘呢其实也非常简单因为操作数据一般都是随机读写磁盘的并不是顺序读写磁盘随机读写磁盘对I/O的消耗很高而redo log在磁盘中是日志文件所以是顺序写入的顺序写入的效率要远高于随机写。
这种先写日志也有名词WALWrite-Ahead Logging
4.Undo log的核心概念
undo log日志是回滚日志主要记录事务提交之前的数据信息当事务需要回滚时会从undo log日志文件中读取旧的数据内容。另外在MVCC多版本并发控制中也会用到undo log。
undo log和redo log记录物理日志不同undo log记录的是逻辑日志因为是用于回滚数据时使用所以undo log会将一条delete语句在undo log中记录一条对应的insert语句当是update语句时则在undo log中记录一条相反的update语句当要执行回滚操作时就可以从undo log中读取相应的内容并进行回滚。
当事务提交后并不会立即删除undo log这些日志还可能应用于MVCC。
undo log采用段的方式进行管理和记录存放在rollback segment回滚段中内部包含了1024个undo log segment。
