MySQL之undo日志

聊聊undo log

什么是undo log

undo log（回滚事务），在事务没有提交前，MySQL将记录更新操作的反向操作到undo log日志中，以便进行回退保证事务的原子性

undo log的作用

1.提供回滚操作

我们在进行数据更新操作的时候，不仅会记录redo log，还会记录undo log，如果因为某些原因导致事务回滚，那么这个时候MySQL就要执行回滚（rollback）操作，利用undo log将数据恢复到事务开始之前的状态。

2、提供多版本控制(MVCC)

在InnoDB中MVCC的实现是通过undo log来完成。当用户读取一行记录时，若该记录已经被其他事务占用，当前事务可以通过undo log读取之前的行版本信息，以此实现非锁定读取。

undo的存储结构

1.回滚段和undo页

innodb对undo log采用段的方式进行管理，每个回滚段记录1024个undo log segment，在每个undo log segment进行undo页的申请

2.回滚段和事务

1.每一个事务只能有一个回滚段，一个回滚段可以同时服务于多个事务

2.当事务提交时，innodb会做两件事：

将undo log放入列表中，以供之后的purge操作；
判断undo log所在的页是否可以重用，若可以分配给下个事务使用。

回滚段中的数据分类

1、未提交的回滚数据：该回滚数据关联的事务尚未提交，要用于实现MVCC，所以不能被删除和覆盖；

2、已提交但未过期的回滚数据：该回滚数据关联的事务已提交，但仍然受到undo retention参数的影响继续保留；

3、事务已提交并过期的数据：该回滚数据属于过期数据，当回滚段满之后，会被优先覆盖掉。

undo log的类型

在InnoDB中，undo log分为两种：

insert undo log：是指在insert操作中产生的undo log。因为insert操作的记录，只对当前事务本身可见，对其他事务不可见(这是事务隔离性的要求)，因此这种undo log可以在事务提交后直接删除。不需要进行purge操作。
undate undo log：是对delete和update操作产生的undo log。该undo log可能需要提供MVCC机制使用，因此不能在事务提交时就进行删除，提交时放入undo log链表，等待purge线程进行最后的删除。

详细生成过程

对于InnoDB来说，每条记录不仅包括了自身的数据，还包含了几个隐藏列：

DB_ROW_ID：InnoDB为没有主键和唯一索引的表自动添加的隐藏主键；
DB_TRX_ID：更改当前记录的事务id；
DB_ROLL_PTR：回滚指针，指向undo log的指针。

在这里插入图片描述

新增操作的undo log

start transaction;
insert into user(name) values('Tom');
commit;

此时行记录deletemark标记为0，表示该记录并未删除，回滚指针指向了回滚编号为0的回滚日志，回滚日志记录了主键信息，说明若要回滚操作可以通过执行delete这个主键实现。

不更新主键的undo log

start transaction;
update user set name = 'Sun' where id = 1;
commit;

此时执行了更新操作，并且更新的字段不是主键。此时记录的回滚指针指向了新生成的回滚编号为1的undo log，编号为0的undo log连接在编号为1的后面，当年记录回滚时也是先通过编号1的undo log恢复到name为'Tom'，再通过编号0的undo log删除记录。

在这里插入图片描述

更新主键的undo log

start transaction;
update user set id = 2 where id = 1;
commit;

对于更新主键的操作，会先把原来的数据deletemark标识标记为1，这时并没有真正的删除数据，真正的删除会交给purge清理线程去判断，然后在后面插入一条新的记录，新的记录也会产生undo log，并且undo log的序号会递增。

在这里插入图片描述

此时的事务如何回滚？

通过undo no=3的日志把id=2的数据删除；
通过undo no=2的日志把id=1的数据的deletemark还原成0；
通过undo no=1的日志把id=1的数据的name还原成Tom ；
通过undo no=0的日志把id=1的数据删除。

删除操作的undo log

记录的删除操作分为两个阶段:

将记录的deletemark标示位设置为1，其他的不做修改(实际会修改记录的trx_id，roll_pointer等隐藏列的信息)。
当该删除语句所在的事务提交之后，undo purge线程来真正的把记录删除掉。就是把记录从正常记录链表移除，加入到垃圾连表中。

删除操的undo log只需要考虑对删除操作在阶段1所做的影响进行回滚，需要把该记录的trx_id和roll_pointer的隐藏列旧值都记到对应的undo log中的trx_id和roll_pointer属性中。可以通过删除操作的undo log的roll_pointer的属性找到上一次对该记录改动产生的undo log，以此来实现回滚。