MySQL 中的 binlog 和 relay-log 結構完全詳解

今天我們來深挖一下mysql的複製機制到底有哪一些，以及binlog和relay-log的結構到底是什麼樣子的。

binlog作用

binlog的主要作用是記錄資料庫中表的更改，它只記錄改變數據的sql，不改變數據的sql不會寫入，比如select語句一般不會被記錄，因為他們不會對數據產生任何改動。

用一個實際的場景看下binlog產生的過程，準備sql：

create table test(text varchar(20));
insert into test values ('test_text');
select * from test;
flush logs;
查看binlog
show binlog events in 'binlog.000029';
顯示的結果如下：
binlog
另外，也可以使用mysqlbinlog工具來查看binlog的內容：
show variables like 'log_%'; #查看日誌目錄
mysqlbinlog --short-form --force-if-open --base64-output=never /usr/local/var/mysql/binlog.000029
從日誌我們可以看到執行了創建表的語句以及一個Format_desc頭和Ratate輪換事件，這個我們會在後面講到，先看幾個欄位代表的含義。
Log_name代表日誌文件的名稱，比如我這裡的查詢是直接查詢binlog.000029，默認的寫法是show binlog events，但是這樣只會查詢到第一個binlog，並不是當前激活狀態的binlog，如果你不知道binlog有哪些，可以用命令:
show binary logs; #查看binlog列表
show master status; #查看最新的binlog
Pos代表文件開始的位置。
Event_type代表事件的類型。
Server_id是創建事件的伺服器ID。
End_log_pos代表事件在文件中的結束位置，以上面為例，第一次查詢的結束位置是723，第二次insert之後文件的開始位置就是從723開始。
Info代表事件信息，是一段可讀的文本內容。
binlog日誌結構
binlog日誌的結構大概是長這樣的，它由索引文件和binlog文件組成，其中binlog事件又包含通用頭、提交頭和事件體3個部分組成。
首先說說索引文件，索引文件的每一行都包含了一個binlog文件的完整文件名(類似host-bin.001)，一些命令比如flush logs將所有日誌寫入磁碟會影響到索引文件。
每個binlog文件以若干個binlog事件組成，以格式描述事件(Format_description)作為文件頭(上面的binlog圖片Format_desc事件)，以日誌輪換事件(rotate)作為文件尾。
Format_description包含binlog文件的伺服器信息、文件狀態的關鍵信息等。如果伺服器關閉或者重啟，則會創建一個新的binlog文件，同時寫入一個新的format_description。他的格式大致如下。
2                binlog-version
string[50]       mysql-server version
4                create timestamp
1                event header length
string[p]        event type header lengths
日誌輪換事件則包含下一個binlog的文件名以及開始讀取的位置，它由伺服器寫完binlog後添加到文件尾，輪換事件並不會每次都存在，格式如下。
if binlog-version > 1 {
8              position
}
string[p]      name of the next binlog
binlog事件包含若干個事務組成的組(group)，每個組對應一個事務，如果是create alter語句不屬於事務語句的話，則他們本身就是一個組，每個組要麼全部執行，要麼都不執行。
binlog事件結構
每個binlog事件由3個部分組成：
通用頭，包含binlog中所有事件具備的基本信息。提交頭，對於不同類型的事件來說，提交頭的內容也不盡相同事件體，存儲事件的主要數據，同樣對於不同類型事件也不同。binlog輪換和清理
從上面的例子我們也可以看出來，binlog並非只有一個，而基於真實的場景來說，始終寫一個binlog文件肯定也是不可取的，而binlog輪換主要有3個場景：
伺服器啟動，每次伺服器啟動都會生成一個新的binlog文件。達到最大大小，可以通過binlog-cache-size控制大小，達到最大大小後將更換。顯示刷新，flush logs將所有日誌寫入磁碟，這時候會創建一個新的文件寫入，從第一個例子也能看出來執行完之後生成了一個新的日誌binlog.000030的文件並且開始的位置是4。
隨著時間的推移，我們的binlog文件會越來越多，這時候有兩種方式可以清除binlog：
通過設置expire-logs-days控制想保留的binlog日誌文件天數，系統將會自動清理。relay-log結構
relay-log中繼日誌是連接master和slave的核心，我們來深入了解一下它的結構和使用。
image-20200909161115718
relay-log的結構和binlog非常相似，只不過他多了一個master.info和relay-log.info的文件。
master.info記錄了上一次讀取到master同步過來的binlog的位置，以及連接master和啟動複製必須的所有信息。
relay-log.info記錄了文件複製的進度，下一個事件從什麼位置開始，由sql線程負責更新。
上一篇文章我們提到了整個複製流程的過程大概是這個樣子：
知道binlog和relay-log的結構之後，我們重新梳理一下整個鏈路的流程，這裡我們假定master.info和relay-log.info都是存在的情況：
Master收到客戶端請求語句，在語句結束之前向二進位日誌寫入一條記錄，可能包含多個事件。此時，一個Slave連接到Master，Master的dump線程從binlog讀取日誌並發送到Slave的IO線程。IO線程從master.info讀取到上一次寫入的最後的位置。IO線程寫入日誌到relay-log中繼日誌，如果超過指定的relay-log大小，寫入輪換事件，創建一個新的relay-log。SQL線程從relay-log.info讀取進上一次讀取的位置
但是在這裡IO和SQL線程有會產生重複事件的問題，舉一個場景：
先記錄中繼日誌，然後更新master.info位置伺服器恢復，再次同步從master.info獲取到的是上一次的位置，會導致事件重複執行
既然會有這個問題還為什麼要這樣做呢？假設反過來，先更新master.info再記錄中繼日誌，這樣帶來的問題就是丟失數據了。而mysql認為丟失比重複更嚴重，所以要先刷新日誌，保大還是保小mysql幫你做了決定。
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