各位观众老爷，大家好！今天咱们不聊风花雪月，只谈MySQL的“内功心法”——Binlog与Redo Log的协同。这俩哥们儿是MySQL数据持久化的左膀右臂，少了谁都不行。咱们今天就来扒一扒它们的底裤，看看它们是如何保证数据不丢的。
一、开场白：数据，数据库的命根子！
数据库是干啥的？存数据的呗！如果数据丢了，那数据库就可以关门大吉了。所以，数据持久化是数据库的头等大事。想象一下，你辛辛苦苦玩游戏，好不容易打到99级，结果服务器一宕机，数据全没了，直接回到新手村，心态崩不崩？
MySQL为了避免这种惨剧发生，搞出了Binlog和Redo Log这两大法宝。它们就像一对默契的搭档，一个负责记录“发生了什么”，一个负责“怎么做”。
二、主角登场：Binlog和Redo Log，闪亮登场！
先简单介绍一下这两位主角：
- Binlog（Binary Log）： 二进制日志，记录了所有对数据库修改的SQL语句（或者是row模式下的数据变更）。你可以把它想象成一个详细的“操作日志”，记录了你对数据库做的所有事情，比如“插入一条数据”、“更新一行记录”、“删除一个表”等等。
- Redo Log： 重做日志，记录的是InnoDB存储引擎在某个数据页上做了哪些修改。你可以把它想象成一个“施工图纸”，详细记录了每个数据页都改了哪些地方。
三、Binlog：MySQL的“操作日志”
Binlog是MySQL Server层维护的，与存储引擎无关。也就是说，不管你用InnoDB还是MyISAM，都会有Binlog。
3.1 Binlog的格式
Binlog有三种格式：
- Statement： 记录SQL语句。
- Row： 记录每一行数据的变更。
- Mixed： 混合模式，MySQL会根据SQL语句选择使用Statement或者Row。
这三种格式各有优劣：
| 格式 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| Statement | 占用空间小，记录量少。 | 可能存在不确定性，例如使用了NOW()、RAND()等函数，在恢复时可能会导致数据不一致。 |
| Row | 记录详细，数据一致性好。 | 占用空间大，记录量多。 |
| Mixed | 综合了Statement和Row的优点，对于确定性的SQL语句使用Statement，对于不确定性的SQL语句使用Row。 | 兼容性不如Row，某些情况下仍然可能存在不确定性。 |
3.2 如何查看Binlog
你可以通过以下命令查看Binlog：
SHOW BINARY LOGS; -- 查看所有的Binlog文件SHOW MASTER STATUS; -- 查看当前使用的Binlog文件和Position也可以使用 mysqlbinlog 命令来查看 Binlog 文件的内容。例如：
mysqlbinlog mysql-bin.0000013.3 Binlog的作用
- 主从复制： 主库将Binlog发送给从库，从库根据Binlog的内容来同步数据。
- 数据恢复： 当数据库发生故障时，可以使用Binlog将数据恢复到指定的时间点。
- 审计： 可以通过Binlog来审计数据库的操作，了解数据库的使用情况。
四、Redo Log：InnoDB的“施工图纸”
Redo Log是InnoDB存储引擎特有的，用于保证事务的持久性。
4.1 Redo Log的工作原理
InnoDB会将每次对数据的修改先写入Redo Log Buffer，然后定期刷新到磁盘上的Redo Log File。当数据库发生故障时，InnoDB可以通过Redo Log来恢复未完成的事务。
Redo Log采用循环写入的方式，也就是说，当Redo Log File写满后，会覆盖之前的日志。
4.2 Redo Log的结构
Redo Log由一系列的Log Block组成，每个Log Block包含以下信息：
log_block_hdr_no: Log Block的编号。log_block_hdr_data: Log Block的数据。log_block_trl_no: Log Block的编号（与log_block_hdr_no相同，用于校验）。log_block_trl_no: Log Block的校验和。
4.3 Redo Log的作用
- 保证事务的持久性： 当数据库发生故障时，可以通过Redo Log来恢复未完成的事务。
- 提高性能： InnoDB会将每次对数据的修改先写入Redo Log Buffer，然后定期刷新到磁盘上的Redo Log File，这样可以避免每次修改都直接写入磁盘，从而提高性能。
五、Binlog与Redo Log的协同：双重保险，数据无忧！
现在，主角到齐了，该讲讲它们是如何协同工作的了。它们之间的配合，才能真正保证数据的一致性和持久性。
5.1 事务提交的流程
一个典型的事务提交流程如下：
- 执行SQL语句： 用户执行SQL语句，InnoDB存储引擎会修改内存中的数据页。
- 写入Redo Log： InnoDB会将修改后的数据页信息写入Redo Log Buffer。
- Prepare阶段： InnoDB将Redo Log Buffer中的数据刷新到磁盘上的Redo Log File，并将事务状态设置为Prepare。
- 写入Binlog： MySQL Server层将SQL语句或者row data写入Binlog。
- Commit阶段： InnoDB将事务状态设置为Commit。
5.2 两阶段提交（2PC）协议
Binlog和Redo Log的协同，实际上是使用了两阶段提交（2PC）协议。这个协议保证了要么Binlog和Redo Log都成功写入，要么都失败，从而保证数据的一致性。
- 第一阶段（Prepare）： InnoDB将Redo Log刷新到磁盘，并将事务状态设置为Prepare。
- 第二阶段（Commit）： MySQL Server层将Binlog写入磁盘，然后通知InnoDB将事务状态设置为Commit。
5.3 为什么需要两阶段提交？
如果没有两阶段提交，可能会出现以下问题：
- 先写Redo Log，后写Binlog： 如果在写入Binlog之前数据库宕机，那么Redo Log已经记录了事务的修改，但是Binlog没有记录，在恢复时，会应用Redo Log中的修改，导致数据不一致。
- 先写Binlog，后写Redo Log： 如果在写入Redo Log之前数据库宕机，那么Binlog已经记录了事务的修改，但是Redo Log没有记录，在恢复时，不会应用Binlog中的修改，也会导致数据不一致。
5.4 Crash Recovery（崩溃恢复）
当数据库发生崩溃时，MySQL会根据Redo Log和Binlog来进行数据恢复。
- 检查Redo Log： MySQL会检查Redo Log中是否存在未完成的事务。
- 回滚未完成的事务： 如果存在未完成的事务，MySQL会根据Redo Log将其回滚。
- 根据Binlog进行恢复： MySQL会根据Binlog中的内容，将数据恢复到崩溃前的状态。
5.5 举个栗子！
假设我们执行以下SQL语句：
UPDATE users SET age = age + 1 WHERE id = 1;- InnoDB会修改内存中
id=1的用户的age字段。 - InnoDB会将这个修改记录到Redo Log Buffer中。
- InnoDB将Redo Log Buffer中的数据刷新到磁盘上的Redo Log File，并将事务状态设置为Prepare。
- MySQL Server层将这条SQL语句写入Binlog。
- InnoDB将事务状态设置为Commit。
如果在第4步之后，数据库宕机，那么在恢复时，MySQL会先检查Redo Log，发现事务状态为Prepare，然后检查Binlog，发现已经记录了这条SQL语句，最终会将事务状态设置为Commit，完成数据恢复。
六、一些需要注意的点
sync_binlog参数： 用于控制Binlog的刷新频率。sync_binlog=1表示每次写入都刷新到磁盘，可以保证数据安全，但是性能较差。sync_binlog=0表示由操作系统决定刷新频率，性能较好，但是可能会丢失数据。innodb_flush_log_at_trx_commit参数： 用于控制Redo Log的刷新频率。innodb_flush_log_at_trx_commit=1表示每次事务提交都刷新到磁盘，可以保证数据安全，但是性能较差。innodb_flush_log_at_trx_commit=0表示每秒刷新一次，性能较好，但是可能会丢失数据。innodb_flush_log_at_trx_commit=2表示每次事务提交都写入操作系统缓存，然后由操作系统决定刷新频率，性能和安全之间取得平衡。- 选择合适的Binlog格式： 根据实际情况选择合适的Binlog格式，Statement格式占用空间小，但是可能存在不确定性；Row格式记录详细，数据一致性好，但是占用空间大。
七、代码示例
虽然我们不能直接操作Redo Log和Binlog的底层，但是可以通过一些命令来查看和管理它们。
7.1 查看Redo Log信息
SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Innodb_log%';这个命令会显示一些关于Redo Log的信息，例如：
Innodb_log_writes: 写入Redo Log的次数。Innodb_os_log_fsyncs: 刷新Redo Log到磁盘的次数。Innodb_os_log_written: 写入Redo Log的总字节数。
7.2 设置Binlog格式
SET GLOBAL binlog_format = ROW;这个命令可以将Binlog格式设置为Row。
7.3 查看当前Binlog格式
SHOW GLOBAL VARIABLES LIKE 'binlog_format';八、总结：数据安全，重于泰山！
Binlog和Redo Log的协同，是MySQL保证数据持久性的重要机制。它们通过两阶段提交协议，保证了事务的一致性，即使在数据库发生崩溃的情况下，也能保证数据不丢失。
记住，数据是数据库的命根子！保护好数据，才能让你的数据库健康成长！
希望今天的讲座对大家有所帮助！下次有机会再和大家分享MySQL的其他“内功心法”。 谢谢大家！