聊聊undo log

什么是undo log

undo log（回滚事务），在事务没有提交前，MySQL将记录更新操作的反向操作到undo log日志中，以便进行回退保证事务的原子性

undo log的作用

1.提供回滚操作

我们在进行数据更新操作的时候，不仅会记录redo log，还会记录undo log，如果因为某些原因导致事务回滚，那么这个时候MySQL就要执行回滚（rollback）操作，利用undo log将数据恢复到事务开始之前的状态。

2、提供多版本控制(MVCC)

在InnoDB中MVCC的实现是通过undo log来完成。当用户读取一行记录时，若该记录已经被其他事务占用，当前事务可以通过undo log读取之前的行版本信息，以此实现非锁定读取。

undo的存储结构

1.回滚段和undo页

innodb对undo log采用段的方式进行管理，每个回滚段记录1024个undo log segment，在每个undo log segment进行undo页的申请

2.回滚段和事务

1.每一个事务只能有一个回滚段，一个回滚段可以同时服务于多个事务

2.当事务提交时，innodb会做两件事：

• 将undo log放入列表中，以供之后的purge操作；
• 判断undo log所在的页是否可以重用，若可以分配给下个事务使用。

回滚段中的数据分类

1、未提交的回滚数据：该回滚数据关联的事务尚未提交，要用于实现MVCC，所以不能被删除和覆盖；

2、已提交但未过期的回滚数据：该回滚数据关联的事务已提交，但仍然受到undo retention参数的影响继续保留；

3、事务已提交并过期的数据：该回滚数据属于过期数据，当回滚段满之后，会被优先覆盖掉。

undo log的类型

在InnoDB中，undo log分为两种：

• insert undo log：是指在insert操作中产生的undo log。因为insert操作的记录，只对当前事务本身可见，对其他事务不可见(这是事务隔离性的要求)，因此这种undo log可以在事务提交后直接删除。不需要进行purge操作。
• undate undo log：是对delete和update操作产生的undo log。该undo log可能需要提供MVCC机制使用，因此不能在事务提交时就进行删除，提交时放入undo log链表，等待purge线程进行最后的删除。

详细生成过程

对于InnoDB来说，每条记录不仅包括了自身的数据，还包含了几个隐藏列：

• DB_ROW_ID：InnoDB为没有主键和唯一索引的表自动添加的隐藏主键；
• DB_TRX_ID：更改当前记录的事务id；
• DB_ROLL_PTR：回滚指针，指向undo log的指针。

新增操作的undo log

start transaction;
insert into user(name) values('Tom');
commit;

此时行记录deletemark标记为0，表示该记录并未删除，回滚指针指向了回滚编号为0的回滚日志，回滚日志记录了主键信息，说明若要回滚操作可以通过执行delete这个主键实现。

不更新主键的undo log

start transaction;
update user set name = 'Sun' where id = 1;
commit;

此时执行了更新操作，并且更新的字段不是主键。此时记录的回滚指针指向了新生成的回滚编号为1的undo log，编号为0的undo log连接在编号为1的后面，当年记录回滚时也是先通过编号1的undo log恢复到name为'Tom'，再通过编号0的undo log删除记录。

更新主键的undo log

start transaction;
update user set id = 2 where id = 1;
commit;

对于更新主键的操作，会先把原来的数据deletemark标识标记为1，这时并没有真正的删除数据，真正的删除会交给purge清理线程去判断，然后在后面插入一条新的记录，新的记录也会产生undo log，并且undo log的序号会递增。

此时的事务如何回滚？

1. 通过undo no=3的日志把id=2的数据删除；
2. 通过undo no=2的日志把id=1的数据的deletemark还原成0；
3. 通过undo no=1的日志把id=1的数据的name还原成Tom ；
4. 通过undo no=0的日志把id=1的数据删除。

删除操作的undo log

记录的删除操作分为两个阶段:

1. 将记录的deletemark标示位设置为1，其他的不做修改(实际会修改记录的trx_id，roll_pointer等隐藏列的信息)。
2. 当该删除语句所在的事务提交之后，undo purge线程来真正的把记录删除掉。就是把记录从正常记录链表移除，加入到垃圾连表中。

删除操的undo log只需要考虑对删除操作在阶段1所做的影响进行回滚，需要把该记录的trx_id和roll_pointer的隐藏列旧值都记到对应的undo log中的trx_id和roll_pointer属性中。可以通过删除操作的undo log的roll_pointer的属性找到上一次对该记录改动产生的undo log，以此来实现回滚。

purage线程的作用

清理undo页和清除page里带有Delete_Bit标识的记录。在InnoDB中，事务中的delete操作并不会立刻将数据删除，而是先进行Delete Mark标记，给记录标识上Delete_bit，真正的清除工作是由purge线程在后台完成的