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數(shù)據(jù)庫中有一種特殊的“日志文件”叫 Redo(重做) Undo(撤銷)，傳統(tǒng)意義上的日志文件是記錄系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的，主要用于系統(tǒng)工程師或者程序員排錯。而 Reod/Undo 文件是數(shù)據(jù)庫的一部分，主要用于數(shù)據(jù)恢復(fù)，保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性。
用途
當(dāng)執(zhí)行 Insert、Update、Delete 動作時數(shù)據(jù)庫不會真的去數(shù)據(jù)文件中執(zhí)行 I/O 操作，而是分了兩部分：
- 修改內(nèi)存中的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)庫稱為 Buffer)
- 記錄 Redo Undo 日志
只有當(dāng) Buffer 達(dá)到刷新條件(比如臟數(shù)據(jù)達(dá)到一定比例)才會對數(shù)據(jù)文件進(jìn)行操作。數(shù)據(jù)庫這么設(shè)計是出于性能考慮，因?yàn)樽x寫數(shù)據(jù)文件是一次隨機(jī) I/O 會降低系統(tǒng)性能;雖然 Redo Undo 也會寫文件，但它是順序?qū)懭?，性能比較高。
這種順序?qū)懭胍话悴捎?LSM (Log Structured Merge Trees)算法，比如 Kafka，HBase、LevelDB 都采用這種結(jié)構(gòu)。
因?yàn)閿?shù)據(jù)并沒有真正的寫入數(shù)據(jù)文件，所以當(dāng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)崩潰后(比如斷電、系統(tǒng)重啟、介質(zhì)錯誤)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)會利用Redo、Undo 恢復(fù)數(shù)據(jù)。
如何恢復(fù)
兩個原則
- 從前向后讀取 Redo，重做所有已提交的事務(wù)
- 從后往前讀取 Undo，回滾未提交的事務(wù)
以上面操作為例，假設(shè)故障點(diǎn)發(fā)生在***個 Write 之后。
數(shù)據(jù)庫啟動后讀取 Redo 文件沒有發(fā)現(xiàn)已經(jīng)提交的事務(wù)，什么也不做;讀取 Undo 文件發(fā)現(xiàn)未提交的事務(wù)，恢復(fù) X=0(假設(shè) X 歷史值為 0)。
- 假設(shè)故障點(diǎn)發(fā)生在第二個 Write 之后：數(shù)據(jù)庫啟動后讀取 Redo 文件發(fā)現(xiàn)沒有已經(jīng)提交的事務(wù)，什么也不做;讀取 Undo 文件發(fā)現(xiàn)未提交的事務(wù)，恢復(fù) X=1，繼續(xù)回滾X=0。
- 假設(shè)故障點(diǎn)發(fā)生在 Commit 之后：數(shù)據(jù)庫啟動后讀取 Redo 文件發(fā)生已經(jīng)提交的事務(wù)，執(zhí)行 X=1，然后 X=2;讀取 Undo 文件發(fā)現(xiàn)提交事務(wù)，什么也不做。
多個事務(wù)也是如此，讀者可以自行嘗試枚舉。
【本文是專欄作者“邢森”的原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系作者本人獲取授權(quán)】
當(dāng)前文章：一分鐘理解RedoUndo
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