MySQL 核心模块揭秘 | 14 期

MySQL 核心模块揭秘 | 14 期 | 回滚整个事务

news2024/11/22 10:59:29

回滚整个事务要怎么清除 binlog 日志，InnoDB 又会进行哪些操作？

作者：操盛春，爱可生技术专家，公众号『一树一溪』作者，专注于研究 MySQL 和 OceanBase 源码。

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本文基于 MySQL 8.0.32 源码，存储引擎为 InnoDB。

在这里插入图片描述

正文

1. 准备工作

创建测试表：

CREATE TABLE `t1` (
  `id` int unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `i1` int DEFAULT '0',
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
  KEY `idx_i1` (`i1`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb3;

插入测试数据：

INSERT INTO `t1` (`id`, `i1`) VALUES
(10, 101), (20, 201),
(30, 301), (40, 401);

示例 SQL：

/* 1 */ begin;
/* 2 */ insert into t1(id, i1)
        values(50， 501);
/* 3 */ insert into t1(id, i1)
        values(60， 601);
/* 4 */ rollback;

每条 SQL 前面的数字是它的编号，4 条 SQL 分别为 SQL 1、SQL 2、SQL 3、SQL 4，其中，SQL 4 是本文的主角。

SQL 2 插入记录 <id = 50, i1 = 501> 产生的 undo 日志编号为 0。

SQL 3 插入记录 <id = 60, i1 = 601> 产生的 undo 日志编号为 1。

2. binlog 回滚

示例 SQL 的两条 insert 语句执行过程中，会产生 binlog 日志，存放到 trx cache 中。

回滚整个事务时，事务执行过程中改变（插入、更新、删除）的数据都不要了，产生的 binlog 日志也就没有用了。

回滚整个事务，首先要进行的步骤就是 binlog 回滚。从这个步骤的名字来看，我们预期 MySQL 会在这一步把 trx cache 中的 binlog 日志都清除。

不过，我们要失望了，因为这一步什么都没干。

下面是 binlog 回滚的代码：

static int binlog_rollback(handlerton *, THD *thd, bool all) {
  DBUG_TRACE;
  int error = 0;
  if (thd->lex->sql_command == SQLCOM_ROLLBACK_TO_SAVEPOINT)
    error = mysql_bin_log.rollback(thd, all);
  return error;
}

从代码可以看到，只有 thd->lex->sql_command 为 SQLCOM_ROLLBACK_TO_SAVEPOINT 才会调用 mysql_bin_log.rollback(thd, all) 执行 binlog 回滚操作。

然而，执行 rollback 语句时，thd->lex->sql_command 为 SQLCOM_ROLLBACK，不满足 if 条件，上面的代码就什么都不会干了。

那么，trx cache 中的 binlog 日志什么时候会清除？

别急，后面会有专门的小节介绍。

3. InnoDB 回滚

binlog 回滚操作结束之后，接下来就是 InnoDB 回滚了。

InnoDB 回滚操作，会读取并解析事务产生的所有 undo 日志，并执行产生这些 undo 日志的操作的反向操作，也就是回滚。

回滚过程中，会根据 undo 日志产生的时间，从后往前读取并解析日志，再执行这条日志对应的回滚操作。

示例 SQL 中，执行了两条 insert 语句，会产生两条 undo 日志，编号分别为 0、1。以主键索引为例，回滚过程如下：

读取最新的 undo 日志（编号为 1）。
解析 undo 日志得到 <id = 60>。
删除 t1 表中 id = 60 的记录。
读取上一条 undo 日志（编号为 0）。
解析 undo 日志得到 <id = 50>。
删除 t1 表中 id = 50 的记录。
读取上一条 undo 日志，没有了，InnoDB 回滚操作结束。

4. 提交事务

InnoDB 回滚操作完成之后，接下来要怎么办？

这其实取决于回滚操作是怎么进行的。

我最初理解的回滚操作，是把事务执行过程中改变（插入、更新、删除）的记录恢复原样，就像事务什么都没干过一样。

然而，实际情况没有这么理想。

事务执行过程中改变过的那些记录，回滚之后：

从逻辑上来看，恢复了原样，确实就像事务什么都没干过一样。
从物理上来看，可能已经发生了变化，因为记录的位置有可能和修改之前不一样。

唠叨这么多，就是想说清楚一件事：事务的回滚操作，不是原地撤销对数据页的修改，而是通过再次修改数据页实现的。

既然修改了数据页，那就需要执行提交操作，才能让这些修改生效。

接下来，要执行的操作，就是把 InnoDB 回滚操作过程中对数据页的修改提交了，也就是提交事务。

不过，这里的提交事务和 commit 语句提交事务不一样。

执行 commit 语句时，因为有 binlog 和 InnoDB 两个存储引擎，需要使用二阶段提交。

事务执行过程中改变（插入、更新、删除）记录，会产生 binlog 日志。

回滚时，要把记录再修改回原来的样子。从逻辑上来看，记录就像是从来没有发生过变化，binlog 日志也就不需要了。

所以，InnoDB 回滚完成之后提交事务，不需要把 trx cache 中的 binlog 日志写入 binlog 日志文件并刷盘，只需要提交 InnoDB 事务就可以了。

关于提交 InnoDB 事务的具体逻辑，可以参照第 11 期《InnoDB 提交事务，提交了什么？》。

5. 清除 binlog 日志

trx cache 中的 binlog 日志有可能一部分存放在内存 buffer 中，另一部分存放在磁盘临时文件中。

清除操作需要同时清除 trx cache 内存 buffer 和磁盘临时文件中的 binlog 日志，分为两个步骤进行：

清空内存 buffer，让 trx cache 的 write_pos 指向内存 buffer 的开始处即可。
清空磁盘临时文件，首先会把文件的 seek offset 设置为 0，让文件本身的位置指针指向文件开头处，然后截断磁盘临时文件，释放文件占用的空间。

前面的 binlog 回滚步骤，没有清除事务执行过程中产生的 binlog 日志，而是留到 InnoDB 回滚步骤中提交事务完成之后才执行。这是因为：

清空磁盘临时文件中 binlog 日志的过程不可逆，如果中间出现问题，不能回退。
InnoDB 回滚步骤中提交事务的容错性更好，回滚失败之后就不清除 binlog 日志了，也不损失什么。

6. 总结

回滚整个事务，主要分为三大步骤。

第 1 步，执行 binlog 回滚操作，其实什么也没干。

第 2 步，执行 InnoDB 回滚操作，会把事务执行过程中改变（插入、更新、删除）的记录恢复原样（至少从逻辑上来看是这样的）。

最后，还会提交 InnoDB 事务，让回滚操作对数据页的修改生效。

第 3 步，清除事务执行过程中产生的、临时存放于 trx cache 中的 binlog 日志。

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