数据库内核月报 － 2014 / 11

背景

InnoDB作为事务性引擎，使用write-ahead logging(WAL)机制保证ACID中的Atomicity和Durability，使用undo机制保证ACID中的Consistency和Isolation。

按照WAL和undo的机制，形成以下两个原则：

1. 数据块的更改需要先记录redo日志。

2. 数据块的更改需要先写入undo。 根据这两个原则，InnoDB更新数据的基本流程可以简单的总结为：

3. 记录需要更改undo record的redo log
4. 记录需要更改data record的redo log
5. 写入redo log
6. 写入undo record
7. 更新data record 这5个步骤。

InnoDB Recovery

如果MySQL实例异常crash，那么重启过程中首先会进行InnoDB recovery。 即：根据last checkpoint点，顺序读取后面的redo log，按照先前滚，再回滚的原则， 应用所有的redo log。

因为redo record中记录着数据块的地址(space_id+page_no)，所以recovery的过程首先会执行合并相同数据块的操作，以加快recovery的过程。

那么问题来了

根据space_id怎么找到对应IDB数据文件？ 因为在恢复的过程中，InnoDB只load了redo文件和系统表空间文件，如何查找InnoDB的数据文件呢？

1. InnoDB的数据字典dict_table_t结构中也保存了对应关系，但数据字典受redo保护，recovery的过程中不可用。
2. 扫描datadir的所有数据文件，读取page中保存的space_id，建立space_id和数据文件的对应关系。 MySQL目前采用第二种方式，但带来了一个问题，当设置了innodb_file_per_table后，每一个表对应一个表空间，那么需要读取所有的目录下的所有Innodb数据文件，这样就会严重的影响了recovery的时间。

MySQL 5.7改进策略：

MySQL 5.7中，在redo log中增加了一种新的record类型，即MLOG_FILE_NAME，记录了自last checkpoint以来更改的数据文件的file name。 这样在应用的时候，直接根据文件名就可以找到数据文件。

Oracle的设计机制：

Oracle数据库recovery的过程中，有没有这个问题呢？ 答案是没有。

我们来看下Oracle的设计机制:

oracle同样在系统表空间中记录了数据字典，受redo保护，可以通过DBA_开头的表来查询。但Oracle还维护了一个control file，控制文件中记录了database name，redo file，datafile，backup等信息，通过v$开头的表查询。 当Oracle在recovery的过程中，需要数据库在mount状态下，即打开了控制文件，这时数据字典还不可用(DB没有open)，在应用redo log的时候，根据控制文件中的v$datafile，检索file_id和file_name的对应关系。 MySQL是根据datadir，innodb_data_home_dir，innodb_log_group_home_dir等几个目录配置，通过文件系统的查找，找到相应文件的，而Oracle维护了一个集中式的control file管理这些初始加载的文件地址。