前言

本文主要介绍binlog crash recovery 的过程

假设用户使用 InnoDB 引擎，sync_binlog=1

使用 MySQL 5.7.20 版本进行分析

crash recovery 过程中，binlog 需要保证：

  1. 所有已提交事务的binlog已存在
  2. 所有未提交事务的binlog不存在

两阶段提交

MySQL 使用两阶段提交解决 binlog 和 InnoDB redo log 的一致性的问题

也就是将普通事务当做内部XA事务处理，为每个事务分配一个XID，binlog作为事务的协调者

  • 阶段1：InnoDB redo log 写盘，InnoDB 事务进入 prepare 状态
  • 阶段2：binlog 写盘，InooDB 事务进入 commit 状态

每个事务binlog的末尾，会记录一个 XID event，标志着事务是否提交成功，也就是说，recovery 过程中，binlog 最后一个 XID event 之后的内容都应该被 purge。

InnoDB 日志可能也需要回滚或者提交，这里就不再展开。

binlog 文件的 crash recovery


1. mysqld_main

3. init_server_components

5. MYSQL_BIN_LOG::open

7. MYSQL_BIN_LOG::open_binlog

binlog recover 的主要过程在 MYSQL_BIN_LOG::open_binlog 中


1. int MYSQL_BIN_LOG::open_binlog(const char *opt_name)
2. {

4. /* 确保 index 文件初始化成功 */
5. if (!my_b_inited(&index_file))
6. {
7. /* There was a failure to open the index file, can't open the binlog */
8. cleanup();
9. return 1;
10. }

12. /* 找到 index 中第一个 binlog */
13. if ((error= find_log_pos(&log_info, NullS, true/*need_lock_index=true*/)))

15. {
16. /* 找到 index 中最后一个 binlog */
17. do
18. {
19. strmake(log_name, log_info.log_file_name, sizeof(log_name)-1);
20. } while (!(error= find_next_log(&log_info, true/*need_lock_index=true*/)));

23. /*
24. 打开最后一个binlog，会校验文件头的 magic number "\xfe\x62\x69\x6e"
25. 如果 magic number 校验失败，会直接报错退出，无法完成recovery
26. 如果确定最后一个binlog没有内容，可以删除binlog 文件再重试
27. */
28. if ((file= open_binlog_file(&log, log_name, &errmsg)) < 0)

30. /*
31. 如果 binlog 没有正常关闭，mysql server 可能crash过，
32. 我们需要调用 MYSQL_BIN_LOG::recover：

34. a) 找到最后一个 XID
35. b) 完成最后一个事务的两阶段提交（InnoDB commit）
36. c) 找到最后一个合法位点

38. 因此，我们需要遍历 binlog 文件，找到最后一个合法event集合，并 purge 无效binlog
39. */
40. if ((ev= Log_event::read_log_event(&log, 0, &fdle,
41. opt_master_verify_checksum)) &&
42. ev->get_type_code() == binary_log::FORMAT_DESCRIPTION_EVENT &&
43. (ev->common_header->flags & LOG_EVENT_BINLOG_IN_USE_F ||
44. DBUG_EVALUATE_IF("eval_force_bin_log_recovery", true, false)))
45. {
46. sql_print_information("Recovering after a crash using %s", opt_name);

48. /* 初始化合法位点 */
49. valid_pos= my_b_tell(&log);

51. /* 执行recover 过程 ，并计算出合法位点 */
52. error= recover(&log, (Format_description_log_event *)ev, &valid_pos);
53. }
54. else
55. error=0;

57. if (valid_pos > 0){
58. if (valid_pos < binlog_size)
59. {
60. /* 将 valid_pos 后面的binlog purge掉 */
61. if (my_chsize(file, valid_pos, 0, MYF(MY_WME)))
62. }
63. }
64. }
65. }

recover 函数的逻辑很简单：遍历最后一个binlog的所有 event，每次事务结尾，或者非事务event结尾更新 valid_pos(gtid event不更新)。并在一个 hash 中记录所有xid，用于引擎层 recover


1. int MYSQL_BIN_LOG::recover(IO_CACHE *log, Format_description_log_event *fdle,
2. my_off_t *valid_pos)
3. {

5. /* 初始化 XID hash，用于记录 binlog 中的 xid */
6. if (! fdle->is_valid() ||
7. my_hash_init(&xids, &my_charset_bin, TC_LOG_PAGE_SIZE/3, 0,
8. sizeof(my_xid), 0, 0, MYF(0),
9. key_memory_binlog_recover_exec))
10. goto err1;

12. /* 依次读取 binlog event */
13. while ((ev= Log_event::read_log_event(log, 0, fdle, TRUE))
14. && ev->is_valid())
15. {
16. if (ev->get_type_code() == binary_log::QUERY_EVENT &&
17. !strcmp(((Query_log_event*)ev)->query, "BEGIN"))
18. /* begin 代表事务开始 */
19. in_transaction= TRUE;

21. if (ev->get_type_code() == binary_log::QUERY_EVENT &&
22. !strcmp(((Query_log_event*)ev)->query, "COMMIT"))
23. {
24. DBUG_ASSERT(in_transaction == TRUE);
25. /* commit 代表事务结束 */
26. in_transaction= FALSE;
27. }
28. else if (ev->get_type_code() == binary_log::XID_EVENT)
29. {
30. DBUG_ASSERT(in_transaction == TRUE);
31. /* xid event 代表事务结束 */
32. in_transaction= FALSE;
33. Xid_log_event *xev=(Xid_log_event *)ev;
34. uchar *x= (uchar *) memdup_root(&mem_root, (uchar*) &xev->xid,
35. sizeof(xev->xid));
36. /* 记录 xid */
37. if (!x || my_hash_insert(&xids, x))
38. goto err2;
39. }

41. /*
42. 如果不在事务中，且不是gtid event，则更新 valid_pos
43. 显然，如果在事务中，最后一段 event 不是一个完整事务，pos并不合法
44. */
45. if (!log->error && !in_transaction &&
46. !is_gtid_event(ev))
47. *valid_pos= my_b_tell(log);
48. }

50. /*
51. 存储引擎recover
52. 所有已经记录 XID 的事务必须在存储引擎中提交
53. 未记录 XID 的事务必须回滚
54. */
55. if (total_ha_2pc > 1 && ha_recover(&xids))
56. goto err2;

binlog index 的 crash recovery

为了保证 binlog index 的 crash safe，MySQL 引入了一个临时文件 crash_safe_index_file

新的 binlog_file_name 写入 binlog_index_file 流程如下：

  • 创建临时文件 crash_safe_index_file
  • 拷贝 binlog_index_file 中的内容到 crash_safe_index_file
  • 新的 binlog_file_name 写入 crash_safe_index_file
  • 删除 binlog_index_file
  • 重命名 crash_safe_index_file 到 binlog_index_file

这个流程保证了在任何时候crash，binlog_index_file 和 crash_safe_index_file 至少有一个可用

这样再recover 时只要判断这两个文件是否可用，如果 binlog_index_file 可用则无需特殊处理，如果binlog_index_file 不可用则重命名 crash_safe_index_file 到 binlog_index_file

binlog index 的 recover 过程主要在 bool MYSQL_BIN_LOG::open_index_file 中

显然，open_indix_file 在 open_binlog 之前


1. mysqld_main

3. init_server_components

5. MYSQL_BIN_LOG::open_index_file



2. bool MYSQL_BIN_LOG::open_index_file(const char *index_file_name_arg,
3. const char *log_name, bool need_lock_index)
4. {
5. /* 拼接 index_file_name */
6. fn_format(index_file_name, index_file_name_arg, mysql_data_home,
7. ".index", opt);

9. /* 拼接 crash_safe_index_file_name */
10. if (set_crash_safe_index_file_name(index_file_name_arg))

12. /*
13. recover 主要体现在这里
14. 检查 index_file_name 和 crash_safe_index_file_name 是否存在
15. 如果 index_file_name 不存在 crash_safe_index_file_name 存在，
16. 那么将 crash_safe_index_file_name 重命名为 index_file_name
17. */
18. if (my_access(index_file_name, F_OK) &&
19. !my_access(crash_safe_index_file_name, F_OK) &&
20. my_rename(crash_safe_index_file_name, index_file_name, MYF(MY_WME)))
21. {
22. sql_print_error("MYSQL_BIN_LOG::open_index_file failed to "
23. "move crash_safe_index_file to index file.");
24. error= true;
25. goto end;
26. }

28. }

新的 binlog_file_name 写入 binlog_index_file 的过程在 MYSQL_BIN_LOG::add_log_to_index


1. int MYSQL_BIN_LOG::add_log_to_index(uchar* log_name,
2. size_t log_name_len, bool need_lock_index)
3. {
4. /* 创建 crash_safe_index_file */
5. if (open_crash_safe_index_file())

7. /* 拷贝 index_file 内容到 crash_safe_index_file */
8. if (copy_file(&index_file, &crash_safe_index_file, 0))

10. /* 写入 binlog_file_name */
11. if (my_b_write(&crash_safe_index_file, log_name, log_name_len) ||
12. my_b_write(&crash_safe_index_file, (uchar*) "\n", 1) ||
13. flush_io_cache(&crash_safe_index_file) ||
14. mysql_file_sync(crash_safe_index_file.file, MYF(MY_WME)))

16. /*
17. 函数内部先 delete binlog_index_file 再 rename crash_safe_index_file
18. 如果 delete 到 rename 之间发生 crash， crash_safe_index_file 会在 recover过程中 rename 成 binlog_index_file
19. */
20. if (move_crash_safe_index_file_to_index_file(need_lock_index))

22. }

总结

MySQL 解决了binlog crash safe 的问题，但是 relay log 依然不保证 crash safe。

relay log 结构和 binlog 一致，可以借鉴 binlog crash safe 的方式，计算出 valid_pos，将 valid_pos之后的 event 全部purge。

原文：http://mysql.taobao.org/monthly/2018/07/05/