InnoDB undo log解析（一）

qlks

转自：http://insidemysql.blog.163.com/ ... 422013325115250722/

在InnoDB存储引擎中，undo log用来完成事务的回滚以及MVCC的功能。但是InnoDB本身提供对于undo log的分析或者查询功能非常有限。用户仅能通过SHOW ENGINE INNODB STATUS中的History list length信息的值当前undo log在history列表中的数量。网上已经有些文章分析了undo log的存储结构，但很少对InnoDB的undo log进行解析。本博文将详细介绍InnoDB存储引擎中的undo log格式，使读者能更为深入了解其实现。

在InnoDB存储引擎中，undo log可分为以下两种类型：

• insert undo log
• update undo log
  

insert undo log是指在insert操作中产生的undo log。因为insert操作的记录，只对事务本身可见，对其他事务不可见（这是事务隔离性的要求），故该undo log可以在事务提交后直接删除。不需要进行purge操作。insert undo log的格式如下图所示：


图中＊表示对存储的字段进行了压缩。insert undo log开始的前两个字节next记录的是下一个undo log的位置，通过该next的字节可以知道一个undo log所站的空间字节数。类似地，尾部的两个字节记录的是undo log的开始位置。type_cmpl占用一个字节，记录的是undo地类型，对于insert undo log，该值总是为11。undo_no记录事务的ID，table_id记录undo log所对应的表对象。这两个值都是用于进行压缩的。接着的部分记录了所有主键的列和值。在进行rollback操作时，根据这些值可以定位到具体的记录，然后进行删除即可。

update undo log记录的是对delete和update操作产生的undo log。该undo log可能需要提供MVCC机制，因此不能在事务提交时就进行删除。提交时放入undo log链表，等待purge线程进行最后的删除。update undo log的结构如下图所示：


update undo log相对于之前介绍的insert undo log，记录的内容更多，所需占用的空间也更大。next、start、undo_no、table_id与之前介绍的insert undo log部分相同。这里的type_cmpl，由于update undo log本身还有分类，故其可能的值如下：

• 12 （TRX_UNDO_UPD_EXIST_REC）
• 13 （TRX_UNDO_UPD_DEL_REC）
• 14 （TRX_UNDO_DEL_MARK_REC）
  

undo log可以分为上述3种类型，其分别代表了更新non-delete-mark的记录，将delete的记录标记为not delete，将记录标记为delete。

紧接着的部分记录update_vector信息，update_vector表示update操作导致发生改变的列。每个修改的列信息都要记录的undo log中。对于不同的undo log类型，可能还需要记录对索引列所做的修改。

Oracle和Microsoft SQL Server数据库都由内部的数据字典来观察当前undo的信息，InnoDB存储引擎在这方面做得还是不够，DBA只能通过原理和经验来进行判断。InnoSQL对information_schema进行了扩展，添加了两张数据字典表，这样用户可以非常方便和快捷地查看undo的信息。

首先增加的数据字典表为INNODB_TRX_ROLLBACK_SEGMENT。顾名思义，这个数据字典表用来查看rollback segment（回滚段）。InnoDB 1.1版本开始，其一共有128个rollback segment，每个rollback segment支持1024个undo log段，因此一共支持128*1024个同时并发在线事务。而之前的版本仅有1个回滚段，故最大支持并发事务为1024。

例如，用户可以通过下面的命令来查看rollback segment所在的页（InnoDB 1.2版本之前，rollback segment都放在共享表空间内，故space值都为0。InnoDB 1.2版本开始支持独立的rollback segment表空间）：

1. mysql> SELECT segment_id,space,page_no FROM INNODB_TRX_ROLLBACK_SEGMENT;
   
2. +------------+-------+---------+
   
3. | segment_id | space | page_no |
   
4. +------------+-------+---------+
   
5. |          0 |     0 |       6 |
   
6. |          1 |     0 |      45 |
   
7. |          2 |     0 |      46 |
   
8. ......
   
9. 128 rows in set (0.00 sec)

复制代码

另一张数据字典表为INNODB_TRX_UNDO，用来记录事务对应的undo log，方便DBA和开发人员详细了解每个事务产生的undo量。下面将演示如和使用INNODB_TRX_UNDO表，首先根据如下代码创建测试表t。

1. CREATE TABLE t (
   
2.      a INT,
   
3.      b VARCHAR(32),
   
4.      PRIMARY KEY(a),
   
5.      KEY(b)
   
6. )ENGINE=InnoDB;
   

复制代码

接着插入一条记录，并尝试通过INNODB_TRX_UNDO观察该事务的undo log的情况：

1. mysql> BEGIN;
   
2. Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
   
3. 
   
4. mysql> INSERT INTO t SELECT 1,’1’;
   
5. Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
   
6. Records: 1  Duplicates: 0  Warnings: 0
   
7. 
   
8. mysql> SELECT * FROM information_schema.INNODB_TRX_UNDO\G;
   
9. 
   
10. *************************** 1. row ***************************
    
11.        trx_id: 3001
    
12.       rseg_id: 2
    
13.   undo_rec_no: 0
    
14. undo_rec_type: TRX_UNDO_INSERT_REC
    
15.          size: 12
    
16.         space: 0
    
17.       page_no: 334
    
18.        offset: 272
    
19. 1 row in set (0.00 sec)

复制代码

通过数据字典表可以看到，事务ID为3001，rollback segment的ID为2，因为是该条事务的第一个操作，故undo_rec_no为0。之后可以看到插入的类型为TRX_UNDO_INSERT_REC，表示是insert undo log。size表示undo log的大小，占用12字节。最后的space、page_no、offset表示undo log开始的位置。打开文件ibdata1，定位到页（334，272），并读取12字节，可得到如下内容：

1. 01 1c 0b 00 16 04 80 00 00 01 01 10
   

复制代码

上述就是undo log实际的内容，之前对于insert undo log格式的介绍，可以整理得到：

1. 01 1c       # 下一个undo log的位置 272+12=0x011c
   
2. 0b          # undo log的类型，TRX_UNDO_INSERT_REC为11
   
3. 00          # undo log的记录，等同于undo_rec_no
   
4. 16          # 表的ID
   
5. 04          # 主键的长度
   
6. 80 00 00 01 # 主键的内容
   
7. 01 10       # undo log开始的偏移量，272=0x0110

复制代码

此外，由于知道该undo log所在的rollback segment的ID为2，用户还可以通过数据字典表INNODB_TRX_ROLLBACK_SEGMENT来查看当前rollback segment的信息，如：

1. mysql> SELECT segment_id,insert_undo_list,insert_undo_cached
   
2.      -> FROM information_schema.INNODB_TRX_ROLLBACK_SEGMENT
   
3.      -> WHERE segment_id=2\G;
   
4. *************************** 1. row ***************************
   
5.         segment_id: 2
   
6.   insert_undo_list: 1
   
7. insert_undo_cached: 0
   
8. 1 row in set (0.00 sec)

复制代码

可以看到insert_undo_list为1。若这时进行事务的COMMIT操作，再查看该数据字典表：

1. mysql> COMMIT;
   
2. Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
   
3. 
   
4. mysql> SELECT segment_id,insert_undo_list,insert_undo_cached
   
5.      -> FROM information_schema.INNODB_TRX_ROLLBACK_SEGMENT
   
6.      -> WHERE segment_id=2\G;
   
7. *************************** 1. row ***************************
   
8.         segment_id: 2
   
9.   insert_undo_list: 0
   
10. insert_undo_cached: 1
    
11. 1 row in set (0.00 sec)

复制代码

可以发现，insert_undo_list变为0，而insert_undo_cached增加为1。这就是undo页重用，即下次再有事务需要向该rollback segment申请undo页时，可以直接使用该页。

update undo log较之insert undo log要复杂的多，因此将在第二篇中进行分析。so，预知后事如何，待听下回分解吧

PS：InnoSQL 5.5.30下载地址：https://david-mysql-tools.google ... linux-x86_64.tar.gz
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ooooldman

顶下姜大大

chinafenghao

@qlks 高手重出江湖了。

seesea2517

难得见到的版主，这么大的见面礼，拜读拜读。

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