《MySQL是怎么运行的：从根儿上理解MySQL》(23)学习总结

说明

文章的图片来源《MySQL是怎么运行的：从根儿上理解MySQL》,本篇文章只是个人学习总结，欢迎大家买一本正版小册看看，对于mysql是由浅入深的讲解非常细致

23.undo日志（下）

通用链表结构

链表的基节点

FIL_PAGE_UNDO_LOG页面

• FIL_PAGE_INDEX:存储聚簇索引或者是二级索引的数据页类型
• FIL_PAGE_TYPE_FSP_HDR:描述存储表空间的头部信息
• FIL_PAGE_UNDO_LOG:专门用于存储undo页面

undo页面特有的Undo Page Header

• TRX_UNDO_PAGE_TYPE:存储什么类型的undo日志，分了几个类
  • TRX_UNDO_INSERT：包含TRX_UNDO_INSERT_REC
  • TRX_UNDO_UPDATE:包括TRX_UNDO_DEL_MARK_REC和TRX_UNDO_UPD_EXIST_REC
• TRX_UNDO_PAGE_START：从页面什么位置开始存储undo日志
• TRX_UNDO_PAGE_FREE:最后一条日志的偏移量

• TRX_UNDO_PAGE_NONE:代表一个ListNode结构

Undo页面链表

单个事务中的Undo页面链表

• 一个事务产生多个日志可能一个页面放不下，就需要多个页面，通过TRX_UNDO_PAGE_NONE链表节点结构进行串联

• first undo page是第一个页面还记录了链表管理信息，其它就是normal undo page
• 一个页面只能保存一种类型的undo日志，所以需要两条链表一条是insert，另一条是update

• 而且对于临时表和普通表的undo日志也需要进行分开记录

但不是一开始就这么分配，具体的分配策略

• 刚开启事务，不分配undo页面
• 事务插入记录到普通表，生成insert undo链表
• 如果事务对普通表更新和删除，那么就分配一个update undo链表
• 如果事务对临时表更新删除或或者是插入那么就会创建对应的链表

按照需要进行分配

多个事务中的Undo页面链表

不同事务产生的undo日志写入到不同的undo链表中

• 下面就是对于事务1进行临时表增删改和普通表更新，对事务2进行普通表增删改。

undo日志具体写入过程

Undo Log Segment Header

• 每一个undo log链表对应着一个段叫undo log segment。链表页面就是在这个段上面去申请。所以对于每个链表的第一个页面first undo page都会有一个undo log segment header的部分。包含了undo log segment的信息

看看这个header的结构

• TRX_UNDO_STATE:链表处于什么状态

• TRX_UNDO_LAST_LOG:最后一个Undo Log Header的位置
• TRX_UNDO_FSEG_HEADER:链表对应段segment header的信息，可以找到对应的INODE Entry
• TRX_UNDP_PAGE_LIST：undo链表的基节点

Undo Log Header

• 对于每个事务来说，每条undo页面链表都是一个组，而且每次都是直接插入记录，不够了就继续申请。那么记录组的属性的就是Undo Log Header

• 属性的意思

重用Undo页面

决定是否可以重用的条件

• 链表里面只有一个undo页面

如果事务产生undo日志太多，那么就会导致链表需要维护很多的页面。

• undo页面只是使用了小于页面空间的3/4

链表重用的不同策略

• insert undo链表

这种值存储TRX_UNDO_INSERT_REC的undo日志，提交之后就没用了，可以直接删除。也就是提交之后就可以覆盖这条链表

• update undo链表

提交之后不能立刻被删除用于mvcc，那么如果要重用相当于就是写入多组的undo log

回滚段

回滚段的概念

• 一个事务同时可以拥有4个链表，同一时刻有多个不同事务的undo链表。
• 所以需要一个Rollback Segment Header存储的是每个链表的first undo page页号这种页号称为undo slot。

• Rollback Segment Header对应着一个Rollback Segment，但是这个段只有一个页。为了某种目的分配的空间通常就是一个段

Rollback Segment Header对应的各个属性

• TRX_RSEG_MAX_SIZE：所有undo页面链表的页面之和不能大于max_size
• TRX_RSEG_HISTORY_SIZE:History链表占用的页面数量
• TRX_RSEG_HISTORY：History链表的基节点。
• TRX_RSEG_UNDO_SLOTS：每个链表的first undo page 集合

从回滚段中申请Undo页面链表

没有事务

• FIL_NULL:说明现在的Rollback Segment Header页面的undo slot没有指向任何页面

现在开始有事务

• FIL_NULL的话那么就检查回滚段的第一个slot，如果是FIL_NULL那么就去表空间申请一个段（UNDO LOG SEGMENT）并且申请一个页作为first undo page

• 如果不是FIL_NULL那么就跳到下一个slot

• 现在说明一下回滚段和上面的undo log segment的一个区别。回滚段存储的主要是每个事务的页面链表的第一个页面，对于undo log segment来说其实就是对于每个事务都有自己的一个段，需要段去管理这些事务的日志，那么取出来的时候就能够一下子顺序IO取出来，因为可能一个事务产生的日志页占用大量的空间。

• 如果slot满了，那么就会报错，用户可以选择重新执行或者是放弃执行。

如果事务提交了，对于slot的处理

• 如果是可以重用，也就是slot的链表只占用一个页或者是占用页的空间不到3/4那么这个链表状态TRX_UNDO_STATE就会被设置为TRX_UNDO_CACHED

  • insert链表加入到insert undo cached链表
  • update加入到update undo cached链表

  如果有新事务那么先去cached申请slot，如果没有那么才去Rollback Segment Header页面上去寻找

• slot如果不符合重用

  • insert链表的TRX_UNDO_STATE被设置为TRX_UNDO_TO_FREE（说明链表可以使用），并且链表对应的段也会被释放掉。slot变为FIL_FULL
  • update链表状态设置TRX_UNDO_TO_PRUGE，slot设置为FIL_FULL并且把事务产生的日志写到History链表上面去。

多个回滚段

• 回滚段的slot不够那么就创建多几个回滚段，通常是128个回滚段。
• 每个回滚段对应一个Rollback Segment Header页面

• 页面的地址存储在上面的这个5号页的128个8字节大小的小格子上。
• 每个格子的构造指向不同的回滚段

总体结构就是5号页存储回滚段，回滚段存储各种链表slot。

回滚段的分类

• 0号，33-127号回滚段属于一类，0号存在系统表空间，其它33-127可以存在其它表空间（系统或者是undo表空间）

事务对普通表的修改

• 1-32：必须要在临时表空间（ibtmp1文件）

事务对临时表的修改

为什么要分类

• 修改页面之前需要把redo日志写上。那么才能在系统崩溃之后恢复
• undo日志其实也是一个写过程，也就是和普通页的修改都是要存入redo log的。但是对于修改临时表的undo log来说在运行系统时才有效，也就是不运行就无效，不需要写入redo log，也就不需要恢复了。

为事务分配Undo页面链表详细过程

• 事务修改表前，先去5号页分配一个回滚段
• 先查看cached链表是否有slot链表可以重用
• 那么只能在Rollback Segment Header找到一个可使用的slot分配给事务
• 如果slot没有分配一个undo log segment那么就分配一个
• 最后就可以把对应的undo日志写到链表上

回滚段相关配置

• innodb_rollback_segments普通表对应的回滚段

配置undo表空间

• innodb_undo_directory指定undo表空间的位置目录
• innodb_undo_tablespaces定义undo表空间的数量

总结

• undo log segment就是针对于一个undo链表。如果链表需要申请空间，那么就要去段上面去申请。段其实对应着一个INODE Entry节点

• 对于多个header的不同作用

  • Undo Log Segment Header主要是对于每个链表段的节点位置和链表的状态（状态主要是用于是否重用，处于什么处理的状态）
  • Undo Page Header：主要就是处理页面的类型、页面存储第一条和最后一条记录的位置还有就是链表结构。

• 关于重用的过程

  • 判断slot是否能够重用，可重用（对应占用一个页而且占用空间小于3/4）那么就加入链表
  • 下次事务增删改普通表的时候就可以重用这个cached链表上面的slot。

• 关于链表的分类

  • update
  • insert

• 回滚段的分类

  • 临时表回滚段
  • 普通表回滚段

  为了让redo log的压力不那么大，因为临时表并不需要写入到redo log，系统崩溃是不需要恢复临时表的。只在系统运行的时候使用

• 回滚段的作用

  • 保存各个链表头

  • 管理链表重用问题

  • 判断slot是否能够重用，可重用（对应占用一个页而且占用空间小于3/4）那么就加入链表

  • 下次事务增删改普通表的时候就可以重用这个cached链表上面的slot。

• 关于链表的分类

  • update
  • insert

• 回滚段的分类

  • 临时表回滚段
  • 普通表回滚段

  为了让redo log的压力不那么大，因为临时表并不需要写入到redo log，系统崩溃是不需要恢复临时表的。只在系统运行的时候使用

• 回滚段的作用

  • 保存各个链表头
  • 管理链表重用问题