InnoDB事务日志（redo log 和 undo log）详解
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undolog实现事务原子性，redolog实现事务的持久性。
为了避免脏数据刷回磁盘过程中，掉电或系统故障带来的数据丢失问题，InnoDB采用事务日志（redo log）来解决该问题。
数据库数据存放的文件称为data file；
日志文件称为log file；
数据库数据是有缓存的，如果没有缓存，每次都写或者读物理disk，那性能就太低下了。数据库数据的缓存称为data buffer，日志（redo）缓存称为log buffer。
内存缓冲池
buffer pool如果mysql不用内存缓冲池，每次读写数据时，都需要访问磁盘，必定会大大增加I/O请求，导致效率低下。所以Innodb引擎在读写数据时，把相应的数据和索引载入到内存中的缓冲池(buffer pool)中，一定程度的提高了数据读写的速度。
buffer pool：占最大块内存，用来存放各种数据的缓存包括有索引页、数据页、undo页、插入缓冲、自适应哈希索引、innodb存储的锁信息、数据字典信息等。工作方式总是将数据库文件按页(每页16k)读取到缓冲池，然后按最近最少使用(lru)的算法来保留在缓冲池中的缓存数据。如果数据库文件需要修改，总是首先修改在缓存池中的页(发生修改后即为脏页dirty page)，然后再按照一定的频率将缓冲池的脏页刷新到文件。
redo log 和undo log
为了满足事务的持久性，防止buffer pool数据丢失，innodb引入了redo log。为了满足事务的原子性，innodb引入了undo log。
delete/update操作的内部机制
当事务提交的时候，innodb不会立即删除undo log，因为后续还可能会用到undo log，如隔离级别为repeatable read时，事务读取的都是开启事务时的最新提交行版本，只要该事务不结束，该行版本就不能删除，即undo log不能删除。
但是在事务提交的时候，会将该事务对应的undo log放入到删除列表中，未来通过purge来删除。并且提交事务时，还会判断undo log分配的页是否可以重用，如果可以重用，则会分配给后面来的事务，避免为每个独立的事务分配独立的undo log页而浪费存储空间和性能。
Undo Log的原理很简单，为了满足事务的原子性，在操作任何数据之前，首先将数据备份到一个地方（这个存储数据备份的地方称为Undo Log）。然后进行数据的修改。如果出现了错误或者用户执行了ROLLBACK语句，系统可以利用Undo Log中的备份将数据恢复到事务开始之前的状态。
引入buffer pool会导致更新的数据不会实时持久化到磁盘，当系统崩溃时，虽然buffer pool中的数据丢失，数据没有持久化，但是系统可以根据Redo Log的内容，将所有数据恢复到最新的状态。redo log在磁盘上作为一个独立的文件存在。默认情况下会有两个文件，名称分别为 ib_logfile0和ib_logfile1。
redo log的记录内容
undo log和 redo log本身是分开的。innodb的undo log是记录在数据文件(ibd)中的，而且innodb将undo log的内容看作是数据，因此对undo log本身的操作(如向undo log中插入一条undo记录等)，都会记录redo log。undo log可以不必立即持久化到磁盘上。即便丢失了，也可以通过redo log将其恢复。因此当插入一条记录时：
- 向undo log中插入一条undo log记录。
- 向redo log中插入一条”插入undo log记录“的redo log记录。
- 插入数据。
- 向redo log中插入一条”insert”的redo log记录。
redo log的io性能
为了保证Redo Log能够有比较好的IO性能，InnoDB 的 Redo Log的设计有以下几个特点：
- 尽量保持Redo Log存储在一段连续的空间上。因此在系统第一次启动时就会将日志文件的空间完全分配。以顺序追加的方式记录Redo Log。
- 批量写入日志。日志并不是直接写入文件，而是先写入redo log buffer,然后每秒钟将buffer中数据一并写入磁盘
- 并发的事务共享Redo Log的存储空间，它们的Redo Log按语句的执行顺序，依次交替的记录在一起，以减少日志占用的空间。
- Redo Log上只进行顺序追加的操作，当一个事务需要回滚时，它的Redo Log记录也不会从Redo Log中删除掉。