undo log

undo log（回滚日志）记录了回滚操作，也就是当前创建的SQL语句的逆操作。当事务执行失败需要回滚的时候，MySQL会通过undo log对数据进行回滚。因此undo log保证了事务的原子性。

undo log在事务开始前产生。事务在提交时，并不会立刻删除日志，Innodb会将该事务对应的undo log放入到删除列表中，通过后台线程进行回收处理。

此外，undo log 还应用于MVCC（多版本并发控制）。事务创建时，通过创建的Read View中的事务id与当前版本行的隐藏列trx_id进行对比，如果不满足条件则通过undo log一直往前回滚直到符合条件。

事务的隔离性和MVCC机制在另一篇文章也有总结，可以去看上一篇文章。

bin log

bin log 记录了对MySQL数据库执行的更改操作，并且记录了语句的发生时间、执行时长；但是它不记录select、show等不修改数据库的SQL。

bin log对于操作的记录模式有几种：

1. STATEMENT：记录SQL语句，优点是需要的储存空间小，缺点是对于部分语句（now等）会造成数据不一致问题。
2. ROW：记录每行具体数据，优点是保证数据一致性，缺点是占用空间大。
3. REMIX：以上两种模式的混合模式，结合了以上两个模式的优点。

bin log日志的大小是理论无限的，这会大量占用储存空间，如果是DBA，需要定期对bin log 进行备份。

redo log

要知道磁盘的读写速度是很慢的，如果所有的数据都要立即写入磁盘，那储存性能将大幅降低。那么redo log里保存的就是要写入磁盘的数据，这个数据是物理的，也就是说是对特定块进行操作。

我们简单了解一下redo log的储存结构：

假设我们为redo log 分配了一组四个文件。redo log 里维护两个指针，分别是write pos 和 check point。图中可以看到，文件读写是一个循环结构，也就是指针会从文件0一直读到文件3，之后回到文件0.

在更新数据时，InnoDB会先对内存进行修改，并写入redo log且状态为prepare状态，然后将write pos后移一位。这个时候就认为数据以及写入了。

check point 的作用是将该条redo log写入磁盘，并且后移擦除该条redo log记录。

从图中我们可以看到，redo log 的大小是有限的，一旦redo log满了，如果需要写redo log，就需要先把一部分数据写入至磁盘。

通过redo log，如果数据库遭遇宕机重启等情况，InnoDB也可以根据redo log将数据写入磁盘，避免数据丢失，从而保证了crash-safe能力，也就是保证了事务的持久性。

redo log 和 bin log 的区别

bin log 中记录的是逻辑操作，即操作语句之类的，而redo log 中记录的是物理操作，比如说将数据更新到指定磁盘块中。

bin log 大小不限，而redo log 大小有限。这以为者bin log更适合做数据备份。

bin log 是在server层实现的， 而redo log 是在InnoDB引擎实现的，redo log的出现是为了解决crash-safe的，也就是实现了事务的持久性，而MySIAM没有事务功能。

二阶段提交

我们现在知道了，bin log 可以用于数据备份， redo log 可以用于实现持久性。但是在日志写入过程中，如果两者分别写入日志，中途突然产生断电等情况，必然会导致bin log 和redo log数据不一致，从而导致数据恢复时候数据不一致的问题。

redo log 采用了两阶段提交，具体过程如下：

1. 进行update操作。
2. InnoDB将操作写入redo log日志，并更新内存，此时日志状态为prepare状态。
3. server层将操作写入bin log日志中。
4. 确认提交，redo log 将日志更新为commit状态，并写入磁盘。

因为redo log 和 binlog 有一个共同的数据字段，叫 XID。崩溃恢复的时候，会按顺序扫描 redo log：

1. binlog中没有记录，回滚。
2. binlog中有记录，将数据写入磁盘，并更新日志状态为commit。

这样就能保证数据备份时数据的一致性了。

参考资料

1. MySQL中都有哪些日志文件？

2. 为什么写入redo log和bin log要用两个阶段提交呢

3. 极客时间 —— MySQL45讲：日志系统：一条SQL更新语句是如何执行的？