数据库内核月报 - 2014 / 11

MySQL · 5.7改进 · Recovery改进

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。