Mysql三大日志-binlog、redo log和undo log
日志是 mysql 数据库的重要组成部分，记录着数据库运行期间各种状态信息。mysql日志主要包括错误日志、查询日志、慢查询日志、事务日志、二进制日志几大类。作为开发，我们重点需要关注的是二进制日志( binlog )和事务日志(包括redo log和undo log）本人主要接下来会详细介绍着三种日志。
binlog
binlog 用于记录数据库执行的写入性操作(不包括查询)信息，以二进制的形式保存在磁盘中。binlog 是 mysql的逻辑日志，并且由 Server 层进行记录，使用任何存储引擎的 mysql 数据库都会记录 binlog 日志。
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逻辑日志：可以简单理解为记录的就是sql语句 。
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物理日志：
mysql数据最终是保存在数据页中的，物理日志记录的就是数据页变更 。
binlog 是通过追加的方式进行写入的，可以通过 max_binlog_size 参数设置每个 binlog文件的大下，当文件大小达到给定值之后，会生成新的文件老保存日志。
binlog使用场景
在实际应用中， binlog 的主要使用场景有两个，分别是 主从复制 和 数据恢复 。
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主从复制 ：在
Master端开启binlog，然后将binlog发送到各个Slave端，Slave端重放binlog从而达到主从数据一致。 -
数据恢复 ：通过使用
mysqlbinlog工具来恢复数据。
binlog刷盘时机
对于 InnoDB 存储引擎而言，只有在事务提交时才会记录 biglog ，此时记录还在内存中，那么 biglog是什么时候刷到磁盘中的呢？mysql通过sync_binlog参数控制biglog的刷盘时机，取值范围是0-N
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0：不去强制要求，由系统自行判断何时写入磁盘；
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1：每次
commit的时候都要将binlog写入磁盘； -
N：每N个事务，才会将
binlog写入磁盘。
从上面可以看出， sync_binlog 最安全的是设置是 1 ，这也是 MySQL 5.7.7
之后版本的默认值。但是设置一个大一些的值可以提升数据库性能，因此实际情况下也可以将值适当调大，牺牲一定的一致性来获取更好的性能。
binlog日志格式
binlog 日志有三种格式，分别为 STATMENT 、 ROW 和 MIXED 。
在
MySQL 5.7.7之前，默认的格式是STATEMENT，MySQL 5.7.7之后，默认值是ROW。日志格式通过binlog-format指定。
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STATMENT：基于SQL语句的复制(statement-based replication, SBR)，每一条会修改数据的sql语句会记录到binlog中 。 -
优点：不需要记录每一行的变化，减少了 binlog 日志量，节约了 IO , 从而提高了性能；
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缺点：在某些情况下会导致主从数据不一致，比如执行sysdate() 、 slepp() 等 。
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ROW：基于行的复制(row-based replication, RBR)，不记录每条sql语句的上下文信息，仅需记录哪条数据被修改了(比如在哪个数据页的那个物理位置上被修改了) 。 -
优点：不会出现某些特定情况下的存储过程、或function、或trigger的调用和触发无法被正确复制的问题 ；
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缺点：会产生大量的日志，尤其是
alter table的时候会让日志暴涨且它相对于statment格式日志要更占用更大的空间。 -
MIXED：基于STATMENT和ROW两种模式的混合复制(mixed-based replication, MBR)，一般的复制使用STATEMENT模式保存binlog，对于STATEMENT模式无法复制的操作使用ROW模式保存binlog
redo log
为什么需要redo log
我们都知道，事务的四大特性里面有一个是持久性 ，具体来说就是只要事务提交成功，那么对数据库做的修改就被永久保存下来了，不可能因为任何原因再回到原来的状态。那么mysql是如何保证一致性的呢？最简单的做法是在每次事务提交的时候，将该事务涉及修改的数据页全部刷新到磁盘中。但是这么做会有严重的性能问题，主要体现在两个方面：
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因为
Innodb是以页为单位进行磁盘交互的，而一个事务很可能只修改一个数据页里面的几个字节，这个时候将完整的数据页刷到磁盘的话，太浪费资源了！ -
一个事务可能涉及修改多个数据页，并且这些数据页在物理上并不连续，使用随机IO写入性能太差！
因此mysql设计了redo log ， 具体来说就是只记录事务对数据页做了哪些修改，且该日志(redo log是基于WAL机制运行的)，它先是将数据页的变化给记录下来用来保证事务的持久性，二是
可以做自动故障恢复，三是可以减少脏页立即刷盘所带来的磁盘I/O性能问题(有了日志优先写的策略可以使得内存中的脏页不总是急于刷盘)，4.redo log 日志是flush操作是顺序I/O操作且相对而言文件更小是顺序IO)。
redo log基本概念
redo log 包括两部分：一个是内存中的日志缓冲( redo log buffer )，另一个是磁盘上的日志文件( redo log file )，其中关于这两个参数在innodb存储引擎中都是有相应的配置所对应。执行流程是：当mysql 每执行一条 DML 语句，先将记录写入 redo log buffer，后续某个时间点再一次性将多个操作记录(这里就是要看两个参数：1是innodb_flush_log_at_trx_commit,2是看innodb_flush_method参数)写到redo log file。这种先写日志，再写磁盘的技术就是MySQL里经常说到的 WAL(Write-Ahead Logging）技术。
在计算机操作系统中，用户空间( user space )下的缓冲区数据一般情况下是无法直接写入磁盘的，中间必须经过操作系统内核空间( kernel space )缓冲区( OS Buffer )。因此， redo log buffer 写入 redo log file 实际上是先写入 OS Buffer ，然后再通过系统调用 fsync() 将其刷到 redo log file中，过程如下：
mysql 支持三种将 redo log buffer 写入 redo log file 的时机，可以通过 innodb_flush_log_at_trx_commit 参数配置，各参数值含义如下：
| 参数值 | 含义 |
|---|---|
| 0（延迟写） |
表示当事务提交时，不做日志写入操作，而是每秒钟将log buffer中的数据写入日志文件并flush磁盘一次；
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| 1（实时写，实时刷） |
每次事务的提交都会引起redo日志文件写入、flush磁盘的操作，确保了事务的ACID； |
| 2（实时写，延迟刷） |
每次事务提交引起写入日志文件的动作,但每秒钟完成一次flush磁盘操作。
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这里还有另外一个参数：innodb_flush_method(该参数主要控制内存中的脏页和redo log 日志的刷新策略)，该参数主要有以下几个值：
| 参数值 | 含义 |
|---|---|
fsync |
（1）在数据页需要持久化时，首先将数据写入OS buffer中，然后由os决定什么时候写入磁盘 （2）在redo buffuer需要持久化时，首先将数据写入OS buffer中，然后由os决定什么时候写入磁盘 但，如果innodb_flush_log_at_trx_commit=1的话，日志还是直接每次commit直接写入磁盘 |
O_DIRECT |
（1）在数据页需要持久化时，直接写入磁盘，不用在经过OS buffer这一层 |
| 后续补充其他 刷新策略 |
。。。 |
总结：这两个参数一般是相互配合地进行使用的，一般都是要配置的，如下图所示：
说明：在配置号innodb_flush_Method之后，这时nnodb_flush_log_at_trx_commit参数0和2的磁盘刷新的性能都高于1，因为它们都是在正常的情况下是减少磁盘I/O刷新的次数，从而提高Mysql性能，1是每提交一次事务就会调用fsync()进行刷盘因此它的磁盘I/O利用率会远远高于前两种(在系统负载比较高的情况下，这样对数据库的性能有很大的影响)，但是它的好处是不会丢失事务，即使丢失也是只会丢失一个事务，但是，0的话如果数据库宕机后，它就会丢失一秒的事务(一秒内可能对韵数据库来说已经提交了很多事务了),然后2的话，当数据库宕机后，它的事务是不会丢失的，只有当服务器宕机了，它才会丢失1秒内的事务。
redo log记录形式
前面说过， redo log 实际上记录数据页的变更，而这种变更记录是没必要全部保存，因此 redo log实现上采用了大小固定，循环写入的方式，当写到结尾时，会回到开头循环写日志。如下图：
同时我们很容易得知， 在innodb中，既有redo log 需要刷盘，还有 数据页 也需要刷盘， redo log存在的意义主要就是降低对 数据页 刷盘的要求 ** 。在上图中， write pos 表示 redo log 当前记录的 LSN (逻辑序列号)位置， check point 表示 数据页更改记录 刷盘后对应 redo log 所处的 LSN(逻辑序列号)位置。write pos 到 check point 之间的部分是 redo log 空着的部分，用于记录新的记录；check point 到 write pos 之间是 redo log 待落盘的数据页更改记录。当 write pos追上 check point时，会先推动 check point 向前移动，空出位置再记录新的日志。
启动 innodb 的时候，不管上次是正常关闭还是异常关闭，总是会进行恢复操作。因为 redo log记录的是数据页的物理变化，因此恢复的时候速度比逻辑日志(如 binlog )要快很多。重启 innodb 时，首先会检查磁盘中数据页的 LSN ，如果数据页的 LSN 小于日志中的 LSN ，则会从 checkpoint 开始恢复。还有一种情况，在宕机前正处于checkpoint 的刷盘过程，且数据页的刷盘进度超过了日志页的刷盘进度，此时会出现数据页中记录的 LSN 大于日志中的 LSN，这时超出日志进度的部分将不会重做，因为这本身就表示已经做过的事情，无需再重做。
redo log与binlog区别
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| redo log | binlog |
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| 文件大小 | redo log 的大小是固定的。 | binlog 可通过配置参数 max_binlog_size 设置每个binlog 文件的大小。 |
| 实现方式 | redo log 是 InnoDB 引擎层实现的，并不是所有引擎都有。 | binlog 是 Server 层实现的，所有引擎都可以使用 binlog 日志 |
| 记录方式 | redo log 采用循环写的方式记录，当写到结尾时，会回到开头循环写日志。 | binlog通过追加的方式记录，当文件大小大于给定值后，后续的日志会记录到新的文件上 |
| 适用场景 | redo log 适用于崩溃恢复(crash-safe) | binlog 适用于主从复制和数据恢复 |
由 binlog 和 redo log 的区别可知：binlog 日志只用于归档，只依靠 binlog 是没有 crash-safe 能力的。但只有 redo log 也不行，因为 redo log 是 InnoDB特有的，且日志上的记录落盘后会被覆盖掉。因此需要binlog和redo log二者同时记录，才能保证当数据库发生宕机重启时，数据不会丢失。
undo log
数据库事务四大特性中有一个是 原子性 ，具体来说就是 原子性是指对数据库的一系列操作，要么全部成功，要么全部失败，不可能出现部分成功的情况。实际上， 原子性 底层就是通过 undo log 实现的。undo log 主要记录了数据的逻辑变化，比如一条 INSERT 语句，对应一条 DELETE 的 undo log ，对于每个 UPDATE 语句，对应一条相反的 UPDATE 的 undo log ，这样在发生错误时，就能回滚到事务之前的数据状态。同时， undo log 也是 MVCC(多版本并发控制)实现的关键。