事务原理（redo log 与 undo log）

InnoDB 靠 redo log 保证持久性、undo log 保证原子性，两者共同保证一致性；隔离性则由锁 + MVCC 实现。

一、事务与 ACID

事务是一组操作的集合，是一个不可分割的工作单位：所有操作作为一个整体一起向系统提交或撤销，要么同时成功，要么同时失败。

特性	含义	实现手段
原子性（Atomicity）	事务是不可分割的最小操作单元，要么全部成功，要么全部失败	undo log
一致性（Consistency）	事务完成时，必须使所有数据都保持一致状态	undo log + redo log
隔离性（Isolation）	数据库系统提供的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行	锁 + MVCC
持久性（Durability）	事务一旦提交或回滚，它对数据库中数据的改变就是永久的	redo log

二、redo log（重做日志）

2.1 作用

记录的是事务提交时数据页的物理修改，用来实现事务的持久性。
由两部分组成：redo log buffer（内存中）和 redo log file（磁盘中）。
事务提交后，把所有修改信息存到该日志文件中；用于在刷新脏页到磁盘发生错误时进行数据恢复。

2.2 WAL（Write-Ahead Logging）

先写日志，再写磁盘：

update / delete → Buffer Pool（脏页）
                → redo log buffer → 提交时刷入 ib_logfile0/1
                → 脏页在后台异步刷入 xxx.ibd

即使脏页还没刷入 .ibd 就宕机，重启后也能根据 redo log 重放已提交的修改，所以提交即持久。

2.3 循环写

redo log 采用固定大小、循环写的方式，涉及两个文件 ib_logfile0、ib_logfile1，写满后覆盖最早的记录。

三、undo log（回滚日志）

3.1 作用

记录数据被修改前的信息，作用有两个：提供回滚、支持 MVCC（多版本并发控制）。
与 redo log 记录物理日志不同，undo log 是逻辑日志：
- DELETE 一条记录时，undo log 记录一条对应的 INSERT；
- INSERT 一条记录时，undo log 记录一条对应的 DELETE；
- UPDATE 一条记录时，记录一条对应相反的 UPDATE。
执行 ROLLBACK 时，从 undo log 中读取逻辑记录并回滚。

3.2 销毁与存储

销毁：undo log 在事务执行时产生，事务提交时不会立即删除，因为这些日志可能还用于 MVCC。
存储：undo log 采用段的方式管理和记录，存放在 rollback segment 回滚段中，内部包含 1024 个 undo log segment。

3.3 insert 与 update / delete 的区别

操作	提交后
`INSERT`	产生的 undo log 只在回滚时需要，事务提交后可立即删除
`UPDATE` / `DELETE`	产生的 undo log 不仅在回滚时需要，快照读时也需要，不会立即删除

四、ACID 与日志的对应关系

原子性 —— undo log
持久性 —— redo log
一致性 —— undo log + redo log
隔离性 —— 锁 + MVCC

记忆：redo 管「已提交别丢」，undo 管「没提交能退」；两者都只保证单机崩溃恢复，不保证主从一致。

速查

-- 查看 redo log 相关参数
SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_log_buffer_size';
SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_flush_log_at_trx_commit';

-- 查看 redo log 文件与写入情况
SHOW ENGINE INNODB STATUS;

-- 查看 undo 表空间
SELECT name, space_type FROM information_schema.INNODB_TABLESPACES
WHERE space_type = 'Undo';

要做什么	结论
保证提交不丢	redo log（WAL，先写日志再刷脏页）
保证能回滚	undo log（逻辑日志，记录修改前的信息）
实现隔离	锁 + MVCC
提交后 undo 能删吗	`INSERT` 可删；`UPDATE` / `DELETE` 还要给快照读用，不能立即删