熟悉 MySQL 的人，都知道 InnoDB 存儲引擎，如大家所知，Redo Log 是 innodb 的核心事務日誌之一，innodb 寫入 Redo Log 後就會提交事務，而非寫入到 Datafile。之後 innodb 再異步地將新事務的數據異步地寫入 Datafile，真正存儲起來。

那麽 innodb 引擎有了 redo log 和 buffer pool 以後，為什麽能夠在提升性能的同時，還能保證不丟數據呢? Buffer Pool, Redo Log 以及 Datafile 之間的具體關系是什麽呢。

另外 Innodb 還有一大堆概念，Dirty Page, LRU, LSN，Checkpoint 等等，這些概念在 Innodb 裏是什麽運作的呢？

下面通過一張圖來告訴大家

Buffer Pool, Redo Log 以及 Datafile 的關系

圖 1 Innodb 的原理

大家可以把 innodb 的事務寫入過程看成寫作一篇文章的過程。Innodb 的寫入過程其實和我們寫作的過程是非常類似的。

試想，領導讓我們寫一篇文章，發表在論壇上。然後我們想到了一個絕佳的點子，並決定要放到文章裏，可是手上還有其他事情，一時半會兒寫不完，又擔心過後忘了，領導還等著我們答復，此時我們會怎麽做呢？我們一定會先大概構思個提綱，並把提綱和一些關鍵細節記錄到本子上，作為草稿，然後立刻告訴領導自己要寫什麽東西，讓其確認。最後等晚上有時間了，再根據草稿去斟詞酌句，編寫正稿。

在這個過程中，我們用到的幾個關鍵的東西：

我們的大腦，用來臨時暫時記住我們的點子

草稿，我們需要草稿來保證不會把點子和關鍵的細節給忘了

正稿，這是我們最終要輸出的東西

有了這幾個東西，我們不僅能確保我們不會錯過一篇漂亮的文章，還能快速告訴領導自己一定可以搞定這件事情。

Innodb 實際上也用到了這幾個關鍵的東西：

Buffer Pool：就是我們的大腦

事務日誌：就是我們的草稿

Datafile：就是我們的正稿

只要按照之前寫文章的過程，來進行整個事務的寫入操作，不僅能保證不丟失數據，而且能夠快速響應。

一次寫入操作是一次事務，innodb 首先把事務數據寫入到 Buffer Pool 和事務日誌中，也就是在大腦中記憶下來，並寫下草稿。然後就可以提交事務，響應客戶端了。之後 innodb 在 “有時間的時候”，異步地把這次寫入的數據從 Buffer Pool，或者事務日誌中正式地寫入到 Datafile 中，形成 “正稿”。

其中，innodb 為了保證事務日誌這個 “草稿” 一定能無損地還原成正稿，還不能占用太多空間，事務日誌需要有以下特點：

事務日誌中一定保存了要寫入的所有數據內容

事務日誌只會把新事務追加在日誌最後，而不會去修改之前的內容

一旦事務數據被寫到 datafile，事務日誌中的 “草稿” 就可以刪除了

通過上面 3 個特點我們可以看出，在形成 “正稿” 之前，“草稿” 是不會被刪除的；同時，“草稿” 的空間是可以被循環利用的；最後，只要 “草稿” 在，我們一定能寫出 “正稿”。

這裏還需要說明的，是 Recovery 流程。也就是如果在形成 “正稿” 前，數據庫 Crash 了，我們需要重啟整個進程，服務器，甚至只能把數據復制到另外一臺服務器來進行恢復。這個時候，事務日誌這個 “草稿” 就發揮了它最大的作用——數據恢復。這也和我們在工作生活中常出現的問題——把事情忘了——非常類似。

Buffer Pool 本質就是存儲於內存中的一個數據結構，內存和人的大腦一樣，是 “健忘” 的。數據庫 Crash 時，Buffer Pool中的數據極大可能 “灰飛煙滅” 了。因此，事務日誌就如我們貼心的 “記事本”，它把我們的記憶，保存為 “草稿”，當我們忘了的時候，就可以翻開，把記憶重新回想起來。

圖 2 恢復的邏輯

LSN 和 Checkpoint

上面介紹了一次寫入事務的情況，而數據庫在使用過程中，事務都是連續不斷，根據上面所述 innodb 邏輯，寫 “草稿” 和寫 “正稿” 速度和進度絕大部分情況下是不一樣的。

再繼續上面 “寫作文章” 例子，如果我們的文章很長，一天寫不完，而白天都有其他工作，我們只能記錄草稿，只有晚上回去才能繼續寫正稿。那麽我們就面臨一個問題：我們昨天寫到哪了。

最常見的辦法就是，每天晚上去對照一下草稿的內容和正稿的內容，以此來判斷寫到哪了，但這比較花時間，因為正稿中可能包含了很多華麗的語句，我們需要思考一下才能對比上內容。

另外一個更簡單的辦法，就是每天晚上寫完正稿後，我們在草稿上做個標記，標記下最後一條被寫為正稿的內容，這樣第二天晚上，我們就可以從這個標記的後面一條開始，繼續寫我們的正稿，而不需要去對比內容。

顯然第二個方法效率更高，而且沒有什麽額外的風險。因此 innodb 就使用了這個辦法。LSN 是草稿上每一條記錄的編號，我們每天晚上標記下最後一條寫到正稿的記錄編號，這個標記的編號，就是 Checkpoint。Innodb 根據這個 checkpoint，就可以很快知道上次回放到哪裏，同時也可以把這個編號之前的草稿，全部刪掉了。

InnoDB簡解