详解MySQL事务持久性实现

所谓MySQL事务持久性就是事务一旦提交，就是永久性的，不会因为宕机等故障导致数据丢失（外力影响不保证，比如磁盘损害）。持久性是保证了MySQL数据库的高可靠性（High Reliability），而不是高可用性(Hign Availability)。

MySQL的innoDB存储引擎，使用Redo log保证了事务的持久性。当事务提交时，必须先将事务的所有日志写入日志文件进行持久化，就是我们常说的WAL（write ahead log）机制。这样才能保证断电或宕机等情况发生后，已提交的事务不会丢失，这个能力称为 crash-safe。

Redo log包括两部分，重做日志缓冲（redo log buffer）和重做日志文件（redo log file），前者是易失的缓存，后者是持久化的文件。

举一个事务的例子：

步骤1:begin;

步骤2:insert into t1 …r

步骤3:insert into t2 …

步骤4:commit;

这个事务的写入过程实际拆解如下：

重点关注在这个事务提交前，将redo log的写入拆成了两个步骤，prepare 和 commit，这就是"两阶段提交”。那么为什么要采用两阶段提交呢？

实际上，两阶段提交是分布式系统常用的机制。MySQL使用了两阶段提交后，也是为了保证事务的持久性。Redo log 和bingo 有一个共同的数据字段，叫 XID,崩溃恢复的时候，会按顺序扫描 redo log。

假设在写入binlog前系统崩溃，那么数据库恢复后顺序扫描 redo log，碰到只有 parepare、而没有 commit 的 redo log，就拿着 XID 去 binlog 找对应的事务，而且binlog也没写入，所以事务就直接回滚了。

假设在写入binlog之后，事务提交前数据库崩溃，那么数据库恢复后顺序扫描 redo log，碰到既有 prepare、又有 commit 的 redo log，就直接提交，保证数据不丢失。

这个事务要往两个表中插入记录，插入数据的过程中，生成的日志都得先写入redo log buffer ，等到commit的时候，才真正把日志写到 redo log 文件。（当然，这里不绝对，因为redo log buffer可能因为其他原因被迫刷新到redo log）。

而为了确保每次日志都能写入日志文件，在每次将重做日志缓冲写入重做日志文件后，InnoDB存储引擎都需要调用一次fsync操作，确保写入了磁盘。

对于redo log的持久化，可以如下图所示。

1）先写入redo log buffer，在蓝色区域。

2）写入redo log file，但是还没有fsync，这时候是处于黄色的位置，处于系统缓存。

3）调用fsync，真正写入磁盘。

为了控制 redo log 的写入策略，InnoDB 提供了 innodb_flush_log_at_trx_commit 参数，它有三种可能取值：

设置为 0 的时候，表示每次事务提交时都只是把 redo log 留在 redo log buffer 中 ;

设置为 1 的时候，表示每次事务提交时都将 redo log 直接持久化到磁盘；

设置为 2 的时候，表示每次事务提交时都只是把 redo log 写到 page cache。

binlog的写入和redo log一样，也是包括bingo cache和bingo file，同样跟上面的三色层次类似（当然，binlog是server层的，不是存储引擎层的），包括log buffer、文件系统page cache、hard disk。

写入page cache 和 fsync到disk 的时机，是由参数 sync_binlog 控制的：

sync_binlog=0 的时候，表示每次提交事务都只 写入文件系统的page cache，不 fsync；

sync_binlog=1 的时候，表示每次提交事务都会执行 fsync；

sync_binlog=N(N>1) 的时候，表示每次提交事务都写入文件系统的page cache，但累积 N 个事务后才 fsync。（如果主机发生异常重启，会丢失最近 N 个事务的 binlog 日志）

通常我们说MySQL的“双 1”配置，指的就是sync_binlog和 innodb_flush_log_at_trx_commit 都设置成 1。也就是说，一个事务完整提交前，需要等待两次刷盘，一次是 redo log（prepare 阶段），一次是 binlog。

以上就是MySQL的innoDB存储引擎，使用Redo log实现了MySQL事务持久性。除此之外，MySQL事务的其他特性也有着各自各样的机制来实现，详情可以观看本站的MySQL教程，展开拓展性的学习。