一文搞懂MySQL持久化和回滚的原理

1. 持久化和回滚的概念

在数据库中，持久化指的是在数据被写入磁盘后仍能保持其状态的能力，即使数据库服务器意外关闭，也能够恢复之前的状态。而回滚指的是当操作失误或出错时，撤销已完成的操作，回到未完成操作前的状态。

2. MySQL持久化技术

MySQL使用了多种持久化技术来确保数据的可靠性，其中最常用的是日志和InnoDB存储引擎。

2.1 日志

MySQL有两种类型的日志：二进制日志和事务日志。二进制日志（binlog）记录了所有的修改操作，用于从数据库进行备份和复制。事务日志（redo log）记录了正在进行的事务的修改，用于在服务器重启后进行恢复。

当发生写操作时，MySQL首先将数据写入内存中的缓冲池（buffer pool），然后将相应的日志信息写入日志文件中，称为“写 Ahead Logging”（WAL）。通过这种方式，即使缓冲池中的数据未来被写入磁盘，也可以使用日志信息来进行恢复。

2.2 InnoDB存储引擎

InnoDB存储引擎支持ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）事务和行级锁定，并使用了缓冲池和日志来提高性能和数据可靠性。

InnoDB在执行事务时，将所有操作分为一个一个的改变，即“修改页面”（page），每个“修改页面”包含了对于一组行（row）的修改操作，每次修改操作都会记录在操作日志中。在事务提交之前，所有的修改操作都在缓冲池中完成。当事务提交时，先将事务日志写入磁盘，再记录修改操作到磁盘中，通过这种方式，即使在写入数据到磁盘之前服务器出现问题，也可以通过日志信息进行恢复。

3. 回滚

MySQL提供了两种回滚方式：物理回滚和逻辑回滚。

3.1 物理回滚

物理回滚是通过备份数据库并恢复到备份点来实现的。当意外关闭或其他问题导致数据损坏，则需要使用物理回滚恢复到备份点。物理回滚可恢复所有数据，但需要时间较长。

3.2 逻辑回滚

逻辑回滚是通过撤销未提交的事务来实现的。当事务未提交时，可以通过逻辑回滚将其回滚到执行该事务前的状态。在InnoDB中，日志的某些段（segment）可用于执行逻辑回滚。

4. 实例分析

4.1 插入新数据

当在MySQL中完成插入新数据的操作时，先将新数据存储在缓冲池中。接着，MySQL将新数据的日志信息写入redo log，如果此时MySQL意外关闭，则可以通过读取redo log来执行回滚操作。

4.2 修改数据

当在MySQL中完成修改数据的操作时，MySQL将修改的日志信息写入缓冲池和redo log中。在InnoDB存储引擎中，被修改的数据被存储在对应的行（row）中，例如，修改用户表（user）中ID为1的用户的数据时，将更新该用户的行。

如果MySQL意外关闭，则可以通过日志信息将数据恢复到最后一次写入日志的状态。与通过物理回滚恢复数据相比，逻辑回滚操作的速度较快。

5. 总结

MySQL持久化技术的核心是日志和InnoDB存储引擎。日志可以保证数据在服务器崩溃前完成备份和恢复操作。InnoDB存储引擎采用多种技术来确保数据的完整性和可靠性，支持ACID事务和行级锁。逻辑回滚和物理回滚是MySQL提供的两种回滚方式。通过这些技术和操作，可以确保MySQL数据库的数据安全性和一致性。

注：以上内容整理自网上资料，仅供参考。