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MySQL系列：innodb源码分析之mini transaction

来源：程序员人生发布时间：2014-12-23 08:25:11 阅读次数：5315次

日志是innodb1个非常重要的模块，在innodb中有两类日志：redo log和undo log。其中redolog日志是用来做数据异常恢复和数据库重启时页数据同步恢复的，redo log是建立在在mini transaction基础上。数据库在履行事务时，通过minitransaction产生redo log来保证事务的持久性。

1.mini transaction3个协议

mini-transcation是用来实现innodb的物理逻辑日志的写入和页恢复的，通过mini-transcation来保证并发事务操作和数据库异常是页的1致性。为了得到页的1致性，mini-transaction遵守以下3个协议:

1. The FIX Rules

2. Write-Ahead Log

3. Force-log-at-commit

1.1The FIX Rules

The FIX Rules规定以下：

修改1个页需要取得该页的x-latch

访问1个页是需要取得该页的s-latch或x-latch

持有该页的latch直到修改或访问该页的操作完成

1.2Write-Ahead Log

Write-Ahead Log的意思就是如果1个页操作在写入到持久装备时，必须内存中相对应的日志写入到持久化装备中。每一个页有1个LSN,每次页修改需要保护这个LSN,当1个页需要写入到持久化装备时，要求内存中小于该页LSN的日志先写入到持久化装备中。日志写完后，先Fixed这个页的latch，再将内存中的页刷盘。完成刷盘后，释放页latch。这里遵守The FIX Rules协议。

1.3 Force-log-at-commit

1个事务可以同时修改了多个页，Write-AheadLog单个数据页的1致性，没法保证事务的持久性。Force -log-at-commit要求当1个事务提交时，其产生所有的mini-transaction日志必须刷到持久装备中。这样即便在页数据刷盘的时候宕机，也能够通过日志进行redo恢复。

2 mini-transaction的日志实现

innodb是采取mini-transaction来构建操作的物理逻辑日志的，在事务履行的时候，会通过mtr来保证页的数据1致性和持久性。mini-transaction是通过1个mtr_t的结构来实现mini-transaction的3个协议。mtr_t的定义以下：

typedef struct mtr_struct { ulint state; /*mtr的状态，MTR_ACTIVE、MTR_COMMITING、MTR_COMMITTED*/ dyn_array_t memo; /*正在持有的latch列表*/ dyn_array_t log; /*mtr产生的日志数据*/ ibool modifications; /*是不是修改了页*/ ulint n_log_recs; /*log操作页的个数*/ ulint log_mode; /*log操作模式，MTR_LOG_ALL、MTR_LOG_NONE、MTR_LOG_SHORT_INSERTS*/ dulint start_lsn; /*mtr起始的LSN*/ dulint end_lsn; /*mtr结束的LSN*/ ulint magic_n; /*魔法字*/ }mtr_t;

其中成员memo是个latch持有状态的数组列表，采取的是dyn_array_t的动态内存结构来保存的，每一个单元存储的是mtr_memo_slot_t这样的结构。定义以下：

typedef struct mtr_memo_slot_struct { ulint type; /*latch的类型值*/ void* object; /*latch对象句柄，可以是rw_lock_t或buf_block_t*/ }mtr_memo_slot_t;

latch类型以下：
MTR_MEMO_PAGE_S_FIX /*rw_locks-latch*/
MTR_MEMO_PAGE_X_FIX /*rw_lockx-latch*/
MTR_MEMO_BUF_FIX   /*buf_block_t*/
MTR_MEMO_S_LOCK   /*rw_lock s-latch*/
MTR_MEMO_X_LOCK   /*rw_lock x-latch*/

memo的latch管理接口
mtr_memo_push 取得1个latch，并将状态信息存入mtr memo当中
mtr_release_s_latch_at_savepoint 释放memo偏移savepoint的slot锁状态
mtr_memo_contains    判断锁对象是不是在memo当中
mtr_memo_slot_release    释放slot锁的控制权
mtr_memo_pop_all    释放所有memo中的锁的控制权

mt_t中的log成员是也是1个dyn_array_t动态结构的内存，用来保存mtr产生的日志信息。日志的写入是通过mtr0log.h来写入的。这里指的1提的是日志格式，日志格式是有日志头和日志体组成，日志头信息是由type、space和page no组成,由mlog_write_initial_log_record_fast函数写入到mtr_t的log中的。以下是1个比较具体的示意图:

log body的数据写入是通过mtr0log.h中的日志写入方法进行写入的。每写入1跳操作日志，n_log_recs会加1.

标识modifications是标识是不是有page的数据改动，如果有，在mtr_commit调用时会先将mtr->log刷盘，然后释放mtr所有的所控制权。日志会1定会在mtr结束时刷盘，这符合Force-log-at-commit的规定。日志写入调用的是log_write_low这个函数。

2.1 mtr_t的内存结构关系图

3 总结

mini transaction是innodb对ACID中的持久性的最小保证单元，所有触及到事务履行、页数据刷盘、redo log数据恢复等都需要进行mini transaction的构造和履行。几近所有的模块都触及到mini transaction,例如：btree、page、事务、inser tbuffer、redo-log等，d对mini transcaion的理解不能孤立的去看源代码，应当结合redo log、page相干的代码了解。它是理解innodb工作原理的基石。

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