MySQL高级（二）：一条更新语句是如何执行的

执行步骤

1. 解析 SQL 语句

MySQL 首先会解析你输入的 UPDATE 语句。解析器会检查语法是否正确，并将 SQL 语句转化为内部的数据结构（通常是语法树）。

示例 SQL 语句：

UPDATE employees SET salary = 5000 WHERE department = 'Sales';

2. 查询优化

MySQL 会根据查询优化器来决定如何高效执行该更新操作。优化器会生成不同的执行计划并选择最优的执行路径。这一步对于 UPDATE 语句通常意味着决定如何检索要更新的记录，以及使用哪些索引（如果有的话）。

• 如果 WHERE 子句中有索引，优化器会考虑使用索引来提高查询速度。
• 如果没有索引，可能会进行全表扫描。

3. 确定要更新的记录

在执行 UPDATE 操作时，MySQL 会根据 WHERE 子句来确定哪些记录需要被更新。在这个过程中，MySQL 会：

• 使用索引（如果有的话）查找符合条件的记录。
• 如果没有索引，则会全表扫描，逐行检查。

4. 锁定涉及的行

为了保证数据一致性，MySQL 会在对数据进行更新时使用锁机制，防止其他事务修改同一行数据。这可以是行级锁或表级锁，具体取决于存储引擎（例如 InnoDB）以及事务的隔离级别。

• InnoDB 存储引擎：通常使用行级锁。
• MyISAM 存储引擎：使用表级锁。

5. 执行更新

MySQL 会在符合条件的记录上执行更新操作。它会计算新的字段值，并将其写入数据页。这个步骤涉及以下几个方面：

• 修改数据页：更新操作会修改数据页中的内容。
• 记录日志：MySQL 会将更新操作记录到事务日志（如 redo log 或 binlog），以便后续的事务恢复或复制。

6. 提交或回滚事务

如果更新操作是在事务中进行的：

• 如果事务提交，更新会被永久保存。
• 如果事务回滚，所有更新会被撤销。

在 InnoDB 存储引擎中，更新操作是通过“日志”的方式确保可恢复性的，即使系统崩溃也可以恢复到一致的状态。

7. 提交更新（对于非事务型存储引擎）

对于非事务型存储引擎（如 MyISAM），MySQL 会立即将更新写入磁盘，不需要提交事务。

redo log 和 binlog

在 MySQL 中，redo log 和 binlog 都是用于事务日志记录的重要机制。

redo log

Redo Log（重做日志）是 MySQL InnoDB 存储引擎使用的一种日志类型，它主要用于确保事务的持久性（即 ACID 中的 Durability）和故障恢复。Redo Log 记录了所有对数据库的修改操作，这些修改是为了能够在系统崩溃后，保证数据的一致性和恢复。

特点

• 事务日志：Redo log 记录的是事务执行过程中对数据页的修改操作，确保即使数据库发生崩溃，也可以通过 redo log 恢复数据。
• 物理日志：Redo log 记录的是物理层面的变化，即实际的数据修改操作（如页的更新、插入或删除行等），并不像 binlog 记录的是 SQL 语句。
• 日志缓冲区：InnoDB 会将事务修改的日志先写入到 日志缓冲区（log buffer）中，再定期将这些日志刷写到 redo log 文件。
• 重做：在系统崩溃时，通过 redo log，MySQL 可以重做（redo）未提交的事务，以确保数据不会丢失（即持久性）。
• 写入顺序：Redo log 是顺序写入的，通常比数据库数据页的更新要快得多。

工作流程

1. 事务修改数据时，InnoDB 会首先将修改的日志写入 redo log buffer。
2. 每隔一定时间（或者当 buffer 满时），Redo log 会刷新到磁盘的 redo log 文件（通常是 ib_logfile0 和 ib_logfile1）。
3. 在崩溃恢复时，MySQL 使用 redo log 中的记录来重做所有未完全持久化的数据修改，确保数据一致性。

例子

• 你执行 UPDATE employees SET salary = 5000 WHERE id = 1;，修改了数据库中的某个数据页。
• 这个修改操作会先被记录到 redo log 中，而不会立即更新磁盘上的数据页（InnoDB 会将其缓存在内存中）。
• 如果系统崩溃，在恢复时，InnoDB 会通过 redo log 重做未完成的操作。

binlog

Binlog（二进制日志）是 MySQL 用来记录所有对数据库执行的修改操作的日志，主要用于数据的备份、恢复和主从复制。Binlog 记录的是 逻辑层面的操作（SQL 语句或者事件），而不是直接的物理数据修改。

特点

• 逻辑日志：Binlog 记录的是 SQL 语句（如 INSERT、UPDATE、DELETE）或者逻辑事件（如表结构变更）执行的结果，而不是物理的页面修改。
• 主从复制：Binlog 是 MySQL 主从复制的核心，主服务器的所有修改操作（如 INSERT、UPDATE 等）会被记录在 binlog 中，然后从服务器会从 binlog 中读取这些事件并执行相应的 SQL 语句来保持数据同步。
• 持久性和一致性：Binlog 是一个逻辑日志，用来记录数据变更的操作。它也可以用于数据恢复和备份。
• 不同的格式：Binlog 支持三种格式：
  • STATEMENT：记录 SQL 语句。
  • ROW：记录每一行数据的具体变化。
  • MIXED：混合模式，结合了 STATEMENT 和 ROW 两种模式。

工作流程

1. 在执行一个更新操作时（例如 UPDATE employees SET salary = 5000 WHERE department = 'Sales';），该 SQL 语句会被记录到 binlog 中。
2. Binlog 事件会被顺序写入磁盘中的二进制文件，通常是 mysql-bin.000001 这种格式。
3. 在主从复制中，从服务器会读取 binlog 中的事件，并通过执行这些事件来同步数据。

例子

• 你执行 INSERT INTO employees (id, name, salary) VALUES (1, 'Alice', 5000);，该语句会被记录到 binlog 中。
• 主服务器上的所有修改都会写入 binlog，从服务器会读取并执行这些语句，保持与主服务器的数据一致性。

区别

特性	Redo Log	Binlog
目的	用于事务持久化和崩溃恢复	用于数据备份、恢复和主从复制
记录内容	物理修改操作（数据页变化）	逻辑操作（SQL 语句或者事件）
存储位置	存储在 InnoDB 存储引擎的 redo log 文件中	存储在 MySQL 的 binlog 文件中
更新频率	持续且高频的写入，写入日志缓冲区	以事件为单位记录，通常是较低频率的写入
恢复方式	在崩溃恢复时，重做未提交的事务，保证数据一致性	可以用于主从复制，也可用于基于事件的恢复
是否跨服务器复制	不参与主从复制，只与本地数据库相关	是的，支持主从复制和基于 binlog 的数据恢复

总结

• Redo Log：是 InnoDB 用来确保事务持久性和恢复操作的一种机制，记录了对数据页的物理修改。它用于系统崩溃后的恢复。
• Binlog：记录了数据库的逻辑变化（SQL 语句或事件），用于数据的备份、恢复以及主从复制。

两者各自担任不同的角色，Redo Log 主要用于事务的持久性和崩溃恢复，而 Binlog 则用于数据复制、备份和恢复。

总结

1. 解析：解析 SQL 语句。
2. 优化：选择最佳执行计划。
3. 查找记录：根据 WHERE 条件查找符合更新条件的记录。
4. 锁定行：锁定符合条件的记录，防止其他事务并发修改。
5. 更新数据：执行实际的更新操作，修改数据页，并记录日志。
6. 事务处理：事务提交或回滚（如果是事务型存储引擎）。

影响性能的因素

• 索引：WHERE 子句中的字段是否有索引。
• 表的大小：表中数据量越大，更新操作的成本越高，特别是没有合适索引时需要全表扫描。
• 事务隔离级别：事务的隔离级别（如 READ COMMITTED、SERIALIZABLE）也会影响锁的粒度及更新的性能。
• 表的存储引擎：不同的存储引擎（InnoDB vs MyISAM）会影响更新的行为，尤其是在事务和锁的处理上。