MySQL Undo log的存储机制及工作原理图解

Undo log 是 MySQL 实现事务的关键机制之一。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

Undo log 是事务原子性和一致性的保证，在事务中更新数据的前置操作，其实就是要先写入一个 Undo Log 。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

本文将通过技术原理图解析：Undo Log 的存储机制、工作原理。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

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Undo log 以逻辑方式记录数据库事务的修改操作，它记录了事务执行过程中旧值的备份，以便在事务回滚或并发控制需要时能够恢复数据。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

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当我们执行一条 insert 语句时，Undo Log 就会记录一条相反的 delete 语句。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

例如：文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

假设在用户付款过程中，发现付款金额错误，此时就需要回滚事务并使用 Undo log 中记录的旧值来恢复正确的付款金额。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

-- 在事务中更新付款金额BEGIN;UPDATE payments SET amount = 100.00 WHERE id = 1;
-- 假设发现付款金额错误，需要回滚事务并恢复旧值ROLLBACK;

通过回滚事务并使用 Undo log 中记录的旧值，将数据库中的付款金额恢复到事务开始之前的状态，保证了数据的一致性。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

• 事务回滚：数据回滚操作（事务的原子性实现），在事务执行过程中，如果出现错误或需要回滚操作，Undo log 可以恢复事务执行之前的数据状态，实现事务的回滚操作。
• 并发控制：实现 MVCC 多版本并发控制，通过 Undo log 可以实现数据库并发事务的隔离性和一致性，避免数据读取和写入的冲突。

Undo Log 存储采用分段（segment）的方式管理和记录。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

Undo log 的存储控制可以通过下面这条参数实现：文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

show variables like '%innodb_undo%';

在 InnoDB 存储数据的文件中，包含了一种回滚段（Rollback Segment），每个回滚段中有 1024 个 Undo log segment（版本 5.5 后，可以支持 128 个 Rollback Segment）。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

每个回滚段都对应一个或多个 Undo log 日志文件，用于记录事务执行前的数据快照、以及存储事务操作的详细信息，例如插入、更新或删除。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

下面通过图例，进一步理解 Undo log 的存储机制：文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

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在 undo log 中，存放着数据更新前的记录，以及 RowID、事务ID、回滚指针的记录。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

事务 ID 每次递增，如果回滚指针第一次是 insert 语句，回滚指针为 NULL，在第二次 update 之后，undo log 的回滚指针就会指向刚才的 undo log 日志。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

以此类推，就形成了 undo log 的回滚链，这样就能十分便捷地查询到该条记录的历史版本了。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

Undo Log 属于逻辑日志，记录一个变化过程。例如：文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

• 执行一个 delete，Undo log 会记录一个 insert；
• 执行一个 update，Undo log 会记录一个相反的 update。

在更新数据之前，MySQL 会提前生成 Undo Log 日志，在事务提交时不会立即删除 Undo Log，原因是之后可能还需要进行回滚操作，在执行回滚（ROLLBACK）操作时从缓存中读取数据。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

Undo Log 日志的删除，是通过后台 purge 线程进行回收处理的。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

下面用一张图来帮助理解，看一条 SQL 执行 update、select 的详细过程：文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

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• 事务 A：执行更新操作，先将更新命中的数据备份到对应的 undo buffer，再由 undo buffer 持久化到磁盘中的 undo log 文件。
• 事务 B：进行查询操作，从 undo buffer 缓存中直接读取，若回滚（rollback）事务，先从 undo buffer 缓存直接读取，不需要读磁盘。

05 总结

通过本文，我们了解并掌握了 Undo log 的储存机制以及工作原理。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

Undo log 是 MySQL 中极为重要的一种逻辑日志，Undo log 以逻辑方式记录数据库事务的修改操作，记录了事务执行过程中旧值的备份，以便在事务回滚或并发控制需要时能够恢复数据。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html

正确使用 Undo log ，可以极大地提高数据库的性能和并发控制能力。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/51579.html