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MySQL系列：innodb源碼分析之mini transaction

來(lái)源：程序員人生發(fā)布時(shí)間：2014-12-23 08:25:11 閱讀次數(shù)：5516次

日志是innodb1個(gè)非常重要的模塊，在innodb中有兩類日志：redo log和undo log。其中redolog日志是用來(lái)做數(shù)據(jù)異常恢復(fù)和數(shù)據(jù)庫(kù)重啟時(shí)頁(yè)數(shù)據(jù)同步恢復(fù)的，redo log是建立在在mini transaction基礎(chǔ)上。數(shù)據(jù)庫(kù)在履行事務(wù)時(shí)，通過(guò)minitransaction產(chǎn)生redo log來(lái)保證事務(wù)的持久性。

1.mini transaction3個(gè)協(xié)議

mini-transcation是用來(lái)實(shí)現(xiàn)innodb的物理邏輯日志的寫(xiě)入和頁(yè)恢復(fù)的，通過(guò)mini-transcation來(lái)保證并發(fā)事務(wù)操作和數(shù)據(jù)庫(kù)異常是頁(yè)的1致性。為了得到頁(yè)的1致性，mini-transaction遵守以下3個(gè)協(xié)議:

1. The FIX Rules

2. Write-Ahead Log

3. Force-log-at-commit

1.1The FIX Rules

The FIX Rules規(guī)定以下：

修改1個(gè)頁(yè)需要取得該頁(yè)的x-latch

訪問(wèn)1個(gè)頁(yè)是需要取得該頁(yè)的s-latch或x-latch

持有該頁(yè)的latch直到修改或訪問(wèn)該頁(yè)的操作完成

1.2Write-Ahead Log

Write-Ahead Log的意思就是如果1個(gè)頁(yè)操作在寫(xiě)入到持久裝備時(shí)，必須內(nèi)存中相對(duì)應(yīng)的日志寫(xiě)入到持久化裝備中。每一個(gè)頁(yè)有1個(gè)LSN,每次頁(yè)修改需要保護(hù)這個(gè)LSN,當(dāng)1個(gè)頁(yè)需要寫(xiě)入到持久化裝備時(shí)，要求內(nèi)存中小于該頁(yè)LSN的日志先寫(xiě)入到持久化裝備中。日志寫(xiě)完后，先Fixed這個(gè)頁(yè)的latch，再將內(nèi)存中的頁(yè)刷盤(pán)。完成刷盤(pán)后，釋放頁(yè)latch。這里遵守The FIX Rules協(xié)議。

1.3 Force-log-at-commit

1個(gè)事務(wù)可以同時(shí)修改了多個(gè)頁(yè)，Write-AheadLog單個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)的1致性，沒(méi)法保證事務(wù)的持久性。Force -log-at-commit要求當(dāng)1個(gè)事務(wù)提交時(shí)，其產(chǎn)生所有的mini-transaction日志必須刷到持久裝備中。這樣即便在頁(yè)數(shù)據(jù)刷盤(pán)的時(shí)候宕機(jī)，也能夠通過(guò)日志進(jìn)行redo恢復(fù)。

2 mini-transaction的日志實(shí)現(xiàn)

innodb是采取mini-transaction來(lái)構(gòu)建操作的物理邏輯日志的，在事務(wù)履行的時(shí)候，會(huì)通過(guò)mtr來(lái)保證頁(yè)的數(shù)據(jù)1致性和持久性。mini-transaction是通過(guò)1個(gè)mtr_t的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)mini-transaction的3個(gè)協(xié)議。mtr_t的定義以下：

typedef struct mtr_struct { ulint state; /*mtr的狀態(tài)，MTR_ACTIVE、MTR_COMMITING、MTR_COMMITTED*/ dyn_array_t memo; /*正在持有的latch列表*/ dyn_array_t log; /*mtr產(chǎn)生的日志數(shù)據(jù)*/ ibool modifications; /*是不是修改了頁(yè)*/ ulint n_log_recs; /*log操作頁(yè)的個(gè)數(shù)*/ ulint log_mode; /*log操作模式，MTR_LOG_ALL、MTR_LOG_NONE、MTR_LOG_SHORT_INSERTS*/ dulint start_lsn; /*mtr起始的LSN*/ dulint end_lsn; /*mtr結(jié)束的LSN*/ ulint magic_n; /*魔法字*/ }mtr_t;

其中成員memo是個(gè)latch持有狀態(tài)的數(shù)組列表，采取的是dyn_array_t的動(dòng)態(tài)內(nèi)存結(jié)構(gòu)來(lái)保存的，每一個(gè)單元存儲(chǔ)的是mtr_memo_slot_t這樣的結(jié)構(gòu)。定義以下：

typedef struct mtr_memo_slot_struct { ulint type; /*latch的類型值*/ void* object; /*latch對(duì)象句柄，可以是rw_lock_t或buf_block_t*/ }mtr_memo_slot_t;

latch類型以下：
MTR_MEMO_PAGE_S_FIX /*rw_locks-latch*/
MTR_MEMO_PAGE_X_FIX /*rw_lockx-latch*/
MTR_MEMO_BUF_FIX   /*buf_block_t*/
MTR_MEMO_S_LOCK   /*rw_lock s-latch*/
MTR_MEMO_X_LOCK   /*rw_lock x-latch*/

memo的latch管理接口
mtr_memo_push 取得1個(gè)latch，并將狀態(tài)信息存入mtr memo當(dāng)中
mtr_release_s_latch_at_savepoint 釋放memo偏移savepoint的slot鎖狀態(tài)
mtr_memo_contains    判斷鎖對(duì)象是不是在memo當(dāng)中
mtr_memo_slot_release    釋放slot鎖的控制權(quán)
mtr_memo_pop_all    釋放所有memo中的鎖的控制權(quán)

mt_t中的log成員是也是1個(gè)dyn_array_t動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的內(nèi)存，用來(lái)保存mtr產(chǎn)生的日志信息。日志的寫(xiě)入是通過(guò)mtr0log.h來(lái)寫(xiě)入的。這里指的1提的是日志格式，日志格式是有日志頭和日志體組成，日志頭信息是由type、space和page no組成,由mlog_write_initial_log_record_fast函數(shù)寫(xiě)入到mtr_t的log中的。以下是1個(gè)比較具體的示意圖:

log body的數(shù)據(jù)寫(xiě)入是通過(guò)mtr0log.h中的日志寫(xiě)入方法進(jìn)行寫(xiě)入的。每寫(xiě)入1跳操作日志，n_log_recs會(huì)加1.

標(biāo)識(shí)modifications是標(biāo)識(shí)是不是有page的數(shù)據(jù)改動(dòng)，如果有，在mtr_commit調(diào)用時(shí)會(huì)先將mtr->log刷盤(pán)，然后釋放mtr所有的所控制權(quán)。日志會(huì)1定會(huì)在mtr結(jié)束時(shí)刷盤(pán)，這符合Force-log-at-commit的規(guī)定。日志寫(xiě)入調(diào)用的是log_write_low這個(gè)函數(shù)。

2.1 mtr_t的內(nèi)存結(jié)構(gòu)關(guān)系圖

3 總結(jié)

mini transaction是innodb對(duì)ACID中的持久性的最小保證單元，所有觸及到事務(wù)履行、頁(yè)數(shù)據(jù)刷盤(pán)、redo log數(shù)據(jù)恢復(fù)等都需要進(jìn)行mini transaction的構(gòu)造和履行。幾近所有的模塊都觸及到mini transaction,例如：btree、page、事務(wù)、inser tbuffer、redo-log等，d對(duì)mini transcaion的理解不能孤立的去看源代碼，應(yīng)當(dāng)結(jié)合redo log、page相干的代碼了解。它是理解innodb工作原理的基石。