面試官：MySQL的日志系統(tǒng)了解嗎？

我：MySQL有binlog、redo log...

面試官：那它們分別解決什么問題？為什么需要這么多種日志？

我：這個(gè)...（尷尬）

相信這樣的對(duì)話很多同學(xué)都經(jīng)歷過。大家都知道MySQL有各種日志，但要說清楚它們的作用和關(guān)系，往往就不那么容易了。

作為一名有著7年MySQL開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的老兵，今天我用最通俗的語言，幫你徹底理解MySQL日志體系。

一、為什么MySQL需要日志系統(tǒng)？

讓我們從一個(gè)最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫操作說起：

// 用戶消費(fèi)100元
UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;

這條簡單的SQL語句，實(shí)際上給數(shù)據(jù)庫帶來了三大挑戰(zhàn)：

• 可靠性問題：如果數(shù)據(jù)庫突然宕機(jī)，這筆交易記錄會(huì)不會(huì)丟失？
• 一致性問題：如果用戶要求退款，如何安全地回滾這筆交易？
• 同步問題：如何確保其他數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)也正確記錄了這筆交易？

為解決這些問題，MySQL設(shè)計(jì)了三種核心日志：

數(shù)據(jù)庫操作 ──────────────────┐
                            ↓
┌─── Redo Log（臨時(shí)記事本）
│     記錄："賬戶1減少100元"
│     作用：確保交易記錄不丟失
│
├─── Undo Log（原始憑證）
│     記錄："賬戶1原有500元"
│     作用：隨時(shí)可以撤銷交易
│
└─── Binlog（總賬本）
      記錄："完整交易記錄"
      作用：用于數(shù)據(jù)同步和備份

二、重做日志（Redo Log）：數(shù)據(jù)庫的"草稿紙"

1. 場景：會(huì)計(jì)小徐的煩惱

超市收銀員小徐要記錄1000筆交易。

傳統(tǒng)方式（沒有Redo Log）：

-- 每筆交易都要立即寫入硬盤
UPDATE accounts SET balance = balance + 100;
UPDATE products SET stock = stock - 1;

結(jié)果：
┌─────────────────────┐
│ ? 頻繁隨機(jī)寫入硬盤  │
│ ? I/O效率極低      │
│ ? 系統(tǒng)性能下降     │
└─────────────────────┘

Redo Log的解決方案：

1. 先寫入速記本（Redo Log）
   ┌────────────────────┐
   │ 交易1: +100元,-1件 │ 
   │ 交易2: +200元,-2件 │ ? 順序?qū)懭?，速度?   │ ...               │
   └────────────────────┘

2. 數(shù)據(jù)先放內(nèi)存
   ┌────────────────┐
   │ 內(nèi)存中快速匯總  │ ? 響應(yīng)迅速
   └────────────────┘

3. 定期整理同步
   ┌────────────────┐
   │ 批量寫入硬盤    │ ? 提高效率
   └────────────────┘

2. Redo Log工作原理詳解

以顧客購買2箱牛奶為例：

// 顧客買了2箱牛奶（每箱100元）
UPDATE accounts SET balance = balance + 200;
UPDATE stock SET quantity = quantity - 2;

步驟1：速記本記錄（Redo Log）

在Redo Log中記錄交易信息：

特點(diǎn)：

• 順序?qū)懭耄合窳魉~，效率高
• 記錄簡單：快速記錄交易信息

步驟2：臨時(shí)匯總（內(nèi)存）

在內(nèi)存中快速更新數(shù)據(jù)：

特點(diǎn)：

• 快速更新：客戶立即看到結(jié)果
• 數(shù)據(jù)在內(nèi)存中：但斷電會(huì)丟失

步驟3：持久化階段，定期刷盤

在以下時(shí)機(jī)將數(shù)據(jù)寫入硬盤：

• 營業(yè)員交接班時(shí)
• 系統(tǒng)空閑時(shí)
• 速記本快寫滿時(shí)
• 固定時(shí)間間隔

Redo Log 工作流程圖：

三、回滾日志（Undo Log）：數(shù)據(jù)庫的"后悔藥"

1. 場景：超市的退貨處理

傳統(tǒng)退貨方式（沒有Undo Log）：

顧客：我要退剛買的牛奶 

小徐：抱歉，我們沒記錄原價(jià)，不知道該退多少錢...

現(xiàn)代方式（使用Undo Log）

顧客：我要退剛買的牛奶 

小徐：好的，讓我查看下交易記錄

• 找到原始購買記錄
• 確認(rèn)購買價(jià)格是100元
• 確認(rèn)庫存狀態(tài)
• 可以安全退貨

2. Undo Log 工作原理詳解

場景：用戶下單扣款

// 顧客購買2箱牛奶
UPDATE accounts SET balance = balance + 200;  // 收款200元
UPDATE stock SET quantity = quantity - 2;    // 庫存減2

交易記錄階段（Undo Log記錄）

數(shù)據(jù)版本鏈（MVCC實(shí)現(xiàn)）：

牛奶庫存記錄的版本鏈：
+-------------------------+
| 當(dāng)前版本：98箱          | 
| 交易號(hào)：T002           |
+-------------------------+
          ↓
+-------------------------+
| 上一版本：100箱         |
| 交易號(hào)：T001           | 
+-------------------------+
          ↓
+-------------------------+
| 初始版本：100箱         |
| 交易號(hào)：T000           |
+-------------------------+

Undo Log 工作流程圖：

3. Undo Log的兩大作用

(1) 支持事務(wù)回滾

• 記錄數(shù)據(jù)修改前的狀態(tài)
• 支持出錯(cuò)時(shí)回滾
• 保證事務(wù)原子性

(2) 實(shí)現(xiàn)MVCC（多版本并發(fā)控制）

• 不同事務(wù)看到不同版本的數(shù)據(jù)
• 提高并發(fā)性能
• 避免加鎖帶來的性能問題

四、二進(jìn)制日志（binlog）：數(shù)據(jù)庫的"保險(xiǎn)箱"

1. 場景：連鎖超市的賬務(wù)管理

小徐是連鎖超市的總經(jīng)理，每天要處理這些數(shù)據(jù)管理問題：

場景一：商品管理
總店：上架100種新商品
┌─────────────────┐
│ 商品1: 牛奶     │
│ 商品2: 面包     │ ? 分店：一個(gè)個(gè)手動(dòng)添加？
│ ...100條記錄... │
└─────────────────┘

場景二：數(shù)據(jù)安全
┌─────────────────┐
│ 昨日銷售數(shù)據(jù)    │ ? 系統(tǒng)崩潰，數(shù)據(jù)丟失！
└─────────────────┘

場景三：變更追蹤
老板：這個(gè)商品誰改的價(jià)格？
小徐：ˉ\_(ツ)_/ˉ 不知道...

而有了Binlog（二進(jìn)制日志）后：

MySQL Binlog
├── 自動(dòng)同步
│   總店改價(jià)格 ──? 所有分店秒級(jí)更新
│
├── 數(shù)據(jù)保護(hù)
│   系統(tǒng)崩潰 ──? 從日志恢復(fù)數(shù)據(jù)
│
└── 操作追蹤
    誰改了價(jià)格？──? 查看變更歷史

2. Binlog的記錄格式：如何記錄數(shù)據(jù)變更？

讓我們看看Binlog是如何記錄數(shù)據(jù)變更的：

-- 一筆簡單的商品價(jià)格調(diào)整
UPDATE products SET price = 98 WHERE name = '牛奶';

這條SQL語句在Binlog中有三種不同的記錄方式：

(1) STATEMENT格式：記錄SQL語句

# 直接記錄SQL
UPDATE products SET price = price * 0.9 
WHERE category = '飲品';

優(yōu)勢：日志量小
風(fēng)險(xiǎn)：可能導(dǎo)致主從不一致（比如NOW()函數(shù)）

(2) ROW格式：記錄數(shù)據(jù)變化

{
  "before": {"id": 1, "name": "牛奶", "price": 100},
  "after":  {"id": 1, "name": "牛奶", "price": 90}
}

優(yōu)勢：數(shù)據(jù)準(zhǔn)確
特點(diǎn)：日志量較大

(3) MIXED格式：智能選擇

# 根據(jù)SQL類型自動(dòng)選擇格式
簡單UPDATE：使用STATEMENT
復(fù)雜函數(shù)：使用ROW

五、三大日志協(xié)同工作機(jī)制

以顧客購買2箱牛奶為例，操作內(nèi)容如下：

• 更新庫存（-2箱）
• 更新賬戶（+200元）

1. 兩階段提交工作流程

(1) 第一階段（Prepare）：

記錄原始數(shù)據(jù)（Undo Log）：

• 庫存：100箱
• 賬戶：1000元

更新內(nèi)存數(shù)據(jù)：

• 庫存：98箱
• 賬戶：1200元

記錄操作狀態(tài)（Redo Log）：

• 狀態(tài)：準(zhǔn)備中
• 內(nèi)容：庫存-2，賬戶+200

(2) 第二階段（Commit）：

記錄交易信息（Binlog）：

• 時(shí)間：2025-04-14 09:00:00
• 操作：售出牛奶2箱，收款200元

標(biāo)記操作完成（Redo Log）：

• 狀態(tài)：已完成

詳細(xì)的執(zhí)行流程表：

兩階段提交流程圖：

六、總結(jié)

通過本文，我們深入了解了MySQL日志系統(tǒng)的核心內(nèi)容：

三大日志的作用與原理：

• Redo Log：確保數(shù)據(jù)持久性，像草稿紙，記錄每一步操作。
• Undo Log：支持事務(wù)回滾，類似價(jià)格標(biāo)簽，隨時(shí)可以撤銷錯(cuò)誤。
• Binlog：用于數(shù)據(jù)復(fù)制和恢復(fù)，猶如記賬本，記錄所有交易歷史。

在數(shù)據(jù)庫的世界里，日志不僅是記錄，更是保障數(shù)據(jù)安全與一致性的基石。希望這些內(nèi)容能幫助你更深入地理解MySQL日志系統(tǒng)的關(guān)鍵作用！