mysql之两阶段提交

article/2025/9/15 8:23:33

什么是两阶段提交
当有数据修改时，会先将修改redo log cache和binlog cache然后在刷入到磁盘形成redo log file，当redo log file全都刷入到磁盘时（prepare 状态）和提交成功后才能将binlog cache刷入磁盘，当binlog全部刷新到磁盘后会记录一个xid，然后在relo log file上打上commit标志（commit阶段）。

为什么要有两阶段提交
MySQL在修改数据时，MySQL是先从磁盘中将数据copy到内存，然后再将内存中的数据进行修改，并记录redo log buffer 然后在通过系统调用将事务日志写入磁盘redo log file 最后最后事务提交后将内存中修改后的数据在开始写入磁盘中。
1.当只有redo log，binlog失效时，会导致主库可以通过redo log来重做，而从库因为没有及时获取到binlog而不能进行回放，导致主从数据不一致。这样会出现 redo log 写入到磁盘了，但是 binlog 还没写入磁盘，于是当发生 crash recovery 时，恢复后，主库会应用redo log，恢复数据，但是由于没有 binlog，从库就不会同步这些数据，主库比从库“新”，造成主从不一致
2.跟上一种情况类似，很容易知道，这样会反过来，造成从库比主库“新”，也会造成主从不一致。

而两阶段提交，就解决这个问题，crash recovery 时：
如果 redo log 已经 commit，那毫不犹豫的，把事务提交
如果 redo log 处于 prepare，则去判断事务对应的 binlog 是不是完整的
是，则把事务提交
否，则事务回滚
两阶段提交，其实是为了保证 redo log 和 binlog 的逻辑一致性。

mysql的两阶段提交原理

（1） perpare阶段写入redo日志
1、设置undo state=TRX_UNDO_PREPARED；
2、刷事务更新产生的redo日志；
（2） commit阶段写入binlog日志
1、将事务产生的binlog写入文件，刷入磁盘；
2、设置undo页的状态,置为TRX_UNDO_TO_FREE或TRX_UNDO_TO_PURGE; //标记可以清理回滚段
3、记录事务对应的binlog偏移，写入系统表空间。
两阶段提交是跨系统维持数据逻辑一致性时常用的一个方案。两阶段存在阻塞难题，提出的三阶段提交，在二阶段的基础上增加了一个预提交。
（3）假设法验证为什么分两阶段：
A. 先写 redo log 后写 binlog。假设在 redo log 写完，binlog 还没有写完的时候，MySQL 进程异常重启。由于我们前面说过的，redo log 写完之后，系统即使崩溃，仍然能够把数据恢复回来，所以恢复后这一行 c 的值是 1。
但是由于 binlog 没写完就 crash 了，这时候 binlog 里面就没有记录这个语句。因此，之后备份日志的时候，存起来的 binlog 里面就没有这条语句。
然后你会发现，如果需要用这个 binlog 来恢复临时库的话，由于这个语句的 binlog 丢失，这个临时库就会少了这一次更新，恢复出来的这一行 c 的值就是 0，与原库的值不同。
B. 先写 binlog 后写 redo log。如果在 binlog 写完之后 crash，由于 redo log 还没写，崩溃恢复以后这个事务无效，所以这一行 c 的值是 0。但是 binlog 里面已经记录了“把c 从 0 改成 1”这个日志。所以，在之后用 binlog 来恢复的时候就多了一个事务出来，恢复出来的这一行 c 的值就是 1，与原库的值不同。
（4）redo和binlog这两种日志有以下三点不同。
1、 redo log 是 InnoDB 引擎特有的；binlog 是 MySQL 的 Server 层实现的，所有引擎都可以使用。
2、 redo log 是物理日志，记录的是“在某个数据页上做了什么修改”；binlog 是逻辑日志，记录的是这个语句的原始逻辑，比如“给 ID=2 这一行的 c 字段加 1 ”。
3、redo log 是循环写的，空间固定会用完；binlog 是可以追加写入的。“追加写”是指 binlog 文件写到一定大小后会切换到下一个，并不会覆盖以前的日志。
（5） binlog组提交
引入队列机制保证innodb commit顺序与binlog落盘顺序一致，并将事务分组，组内的binlog刷盘动作交给一个事务进行，实现组提交目的。binlog提交将提交分为了3个阶段，FLUSH阶段，SYNC阶段和COMMIT阶段。每个阶段都有一个队列，每个队列有一个mutex保护，约定进入队列第一个线程为leader，其他线程为follower，所有事情交由leader去做，leader做完所有动作后，通知follower刷盘结束。binlog组提交基本流程如下：
FLUSH 阶段
（1）持有Lock_log mutex [leader持有，follower等待]
（2）获取队列中的一组binlog(队列中的所有事务)
（3）将binlog buffer到I/O cache
（4）通知dump线程dump binlog
SYNC阶段
（1）释放Lock_log mutex，持有Lock_sync mutex[leader持有，follower等待
（2）将一组binlog 落盘(sync动作，最耗时，假设sync_binlog为1
COMMIT阶段
（1）释放Lock_sync mutex，持有Lock_commit mutex[leader持有，follower等待]
（2）遍历队列中的事务，逐一进行innodb commit
（3）释放Lock_commit mutex
（4）唤醒队列中等待的线程
说明：由于有多个队列，每个队列各自有mutex保护，队列之间是顺序的，约定进入队列的一个线程为leader，因此FLUSH阶段的leader可能是SYNC阶段的follower，但是follower永远是follower。