MySQL InnoDB undo log数据结构用法详解

目录

• 一、概念解析
• 1、undo log基本
• 2、事务系统头transactionsystemheader
• 3、回滚段头rollbacksegmentheader
• 4、回滚页头undologpageheader
• 5、回滚日志头undologheader
• 6、两种undolog格式
• 二、数据结构
• 1、trx_rseg_t
• 2、trx_undo_t
• 总结

一、概念解析

1、undo log基本

undo log是InnoDB事务中特有的结构，它的作用有两个：

• 一是进行事务回滚（原子性），旧数据先放到undo log中，等rollback时再将旧数据里的数据回滚回来；
• 二是MVCC（隔离性），非阻塞读。

undo能够避免脏读：在操作数据之前，将数据备份到undo页中，然后在进行数据的修改，不能看到其他回话未提交的数据，当要读取被修改页数据行时，会指向备份在undo页中的数据，避免脏读。

• undo回滚段头物理存储在ibdata1文件中第6个页位置。
• undo log存放在数据库内部的一个特殊段中，这个段称为undo段。undjavascripto段位于共享表空间中。回滚段实际上是一种 undo 文件组织方式。

在InnoDB存储引擎中有rollback segment，每个回滚段记录了1024个undo log segment（slot），每个undo log segment段中进行undo页的申请。

从1.1版本开始InnoDB支持最大128个rollback segment，所以理论上可以支持的最大的事务上限为128*1024。

在1.2版本开始，可以通过参数对rollback segment进行设置，参数有：

也就是说：

回滚段可以存放在共享表空间以外的地方，即可以设置独立表空间，innodb_undo_directory的默认值为“.”，表示当前InnoDB存储引擎的目录。

回滚段的个数默认值为128。

设置回滚段文件的数量后，回滚段可以较为平均地分布在多个文件中，在路径下可以看到undo为前缀的文件，该文件代表回滚段文件。

可用show variables like “innodb_undo%”;查询：

重新初始化时指定innodb_undo_tablespaces=N来设置，设置好后会在data目录下生成undo独立表空间（大小10M）：

2、事务系统头transactionsystemheader

回滚段的管理，在InnoDB共享表空间中，用第6个页面（5号）来管理的，这个页面专门用来存储事务系统相关信息的，源代码位于trx0sys.h，它的格式如下：

这三个参数的含义分别为：

3、回滚段头rollbacksegmentheader

对于每一个回滚段，即上面TRX_SYS_RSEGS数组中的一个元素，也有其自己的存储格式，代码中的宏定义位于trx0rseg.h，格式如下：

这五个信息的含义如下：

这五个信息存储了一个回滚段的信息，最后一个位置的数组，用来真正存储回滚段的位置。

这五个信息是从页面偏移38的位置开始存储，在TRX_SYS宏定义中可以查看：

4、回滚页头undologpageheader

定义在trx0undo.h，事务undo日志页面头偏移量：

其中各个参数的含义为：

第一个页在undo log段的回滚日志段头：

其中各个参数的含义为：

其中undo log段的状态有五种：

5、回滚日志头undologheader

这是回滚日志的头，在第一页的update undo log中有几个undo log headers。同样定义在trx0undo.h中，它的宏定义如下：

整理并解释其中的含义：

6、两种undolog格式

undo log格式有两种：

• insert undo log
• update undo log

其中，insert操作会产生insert undo log。因为隔离性的要求，insert操作只对事务本身可见，对其他事务不可见。并且undo log可以在事务提交后直接删除，不需要进行purge操作。

update和delete操作都会产生update undo log。对于update操作很简单，就是将旧版本的值修改为新版本的值，并且将旧版本的记录保存到undo log中；对于delete操作完后并不是真正的删除该行数据，而是将该行的数据存在undo log中，并且将标记位delete置为true，以备回滚时可以根据标记位进行逆操作，这样就能够找回之前的旧数据，起到回滚的作用。

在delete中又分为三种情况:

purge线程两个主要作用是：清理undo页和清除page里面带有delete_bit标识的数据行。在InnoDB中，事务中的delete操作实际上并不是真正的删除掉数据行，而是在记录上标识delete_bit，而不是真正删除记录，真正的删除工作需要后台purge线程去完成。

下面是两种undo log记录的具体的结构：

二、数据结构

与undo log相关的数据结构有trx_sys_t、trx_rsegs_t 、trx_t、trx_rseg_t、trx_undo_t、trx_undo_ptr_t等结构，其中比较重要的结构有两个：trx_rseg_t和trx_undo_t。trx_rseg_t保存回滚段的信息，trx_undo_t保存关于android回滚日志的信息。

通过两种方式找到回滚日志：

结论：

1、从全局变量trx_sys中的回滚段数组rseg_array中的回滚链表update-undo_list中指针（trx_sys->rseg_array[N]->update_undo_list->start）以及当前事务trx中的回滚段指针rsegs中的slot槽区m_redo中的undo log（trx->rsegs->m_redo->update_undo）都可以找到相应的回滚段中的回滚日志。

2、事务id、回滚段id、page_no递增。

1、trx_rseg_t

回滚段的内存对象的类型是一个叫trx_rseg_t的结构，它定义在trx0rseg.h文件中，它的各成员有：

update\insert_undo_list 用于保存产生的回滚日志，update\insert_undo_cached用于快速重用而缓存的回滚日志链表。当确定回滚日志无用时，会将回滚日志从update\insert_undo_list中摘除，放到相应的cached链表中。

2、trx_undo_t

回滚日志的内存对象的类型是一个叫trx_undo_t的结构，它定义在trx0undo.h文件中，它的各成员有：

回滚段指针包括回滚段的id、日志所在的page no、以及page内偏移量。通过回滚段的指针就能够找到这个回滚段，通过回滚日志的槽号、页码、回滚记录编号和偏移量就能定位到这条回滚日志。

undo_list用于将此类型的undo log链接到undo log list中。

UT_LIST_NODE_T(trx_undo_t) undo_list链表中有两个指针，分别为prev和next，用于将此undo log链接到undo log list中。

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持编程客栈(www.devze.com)。