mysql源码解读之事务提交过程--第二篇

关键字：mysql源码解读之事务提交过程--第二篇


上一篇文章我介绍了在关闭binlog的情况下，事务提交的大概流程。之所以关闭binlog，是因为开启binlog后事务提交流程会变成两阶段提交，这里的两阶段提交并不涉及分布式事务，当然mysql把它称之为内部xa事务（Distributed Transactions），与之对应的还有一个外部xa事务。内部xa事务我理解主要是mysql内部为了保证binlog与redo log之间数据的一致性而存在的，这也是由其架构决定的(binlog在mysql层，而redo log 在存储引擎层)；而外部xa事务则是指支持多实例分布式事务，这个才算是真正的分布式事务。既然是xa事务，必然涉及到两阶段提交，对于内部xa而言，同样存在着提交的两个阶段。下文会结合源码详细解读内部xa的两阶段提交过程，以及各种情况下，mysqld crash后，mysql如何恢复来保证事务的一致性。

测试环境：
OS：windows
DB：mysql 5.6.12
engine：innodb

配置文件参数：
log-bin=D:\chuck\mysql\log\5-6-12\mysql-bin
binlog_format=ROW
set autocommit=0;
sync_binlog=1；
innodb_flush_log_at_trx_commit=1；
innodb_support_xa=1；

测试前置条件：
create table tt(col1 int, col2 varchar(100));

测试语句：
insert into tt values(1, 'abcdef');
commit;

     打开binlog选项后，执行事务提交命令时，就会进入两阶段提交模式。两阶段提交分为prepare阶段和commit两个阶段。流程如下 ：这里面涉及到两个重要的参数：innodb_flush_log_at_trx_commit和sync_binlog，参数可以设置不同的值，具体可以查看mysql的帮助手册。我这里设置的是双一模式（innodb_flush_log_at_trx_commit=1，sync_binlog=1），不同的模式区别在于，写文件调用write和落盘fsync调用的频率不同，所导致的后果是mysqld 或 os crash后，不严格的设置可能会丢失事务的更新。双一模式是最严格的模式，这种设置情况下，单机在任何情况下不会丢失事务更新。
prepare阶段：
    1.设置undo state=TRX_UNDO_PREPARED； //trx_undo_set_state_at_prepare调用
    2.刷事务更新产生的redo日志；【步骤1产生的redo日志也会刷入】
   
commit阶段：
   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;  // trx_undo_set_state_at_finish调用
   3.记录事务对应的binlog偏移，写入系统表空间; //trx_sys_update_mysql_binlog_offset调用
   
    下面这部分是我抽象出来的源码调用部分，大家可以通过单步调试方式，在关键函数中设置断点，来详细了解这个过程。
===========
prepare阶段
===========
MYSQL_BIN_LOG::prepare
    ha_prepare_low
    {
engine:
binlog_prepare
innobase_xa_prepare
mysql:
trx_prepare_for_mysql
{
                1.trx_undo_set_state_at_prepare    //设置undo段的标记为TRX_UNDO_PREPARED
                2.设置事务状态为TRX_STATE_PREPARED
                3.trx_flush_log_if_needed  //将产生的redolog刷入磁盘
            }
     }
    
============
commit阶段
============
MYSQL_BIN_LOG::commit
    ordered_commit
   {
1.FLUSH_STAGE
        flush_cache_to_file  //  刷binlog

2.SYNC_STAGE
        sync_binlog_file    //Call fsync() to sync the file to disk.

3.COMMIT_STAGE
        ha_commit_low
        {
            binlog_commit
            innobase_commit  
                trx_commit(trx)
                {
                    trx_write_serialisation_history(trx, mtr);  //更新binlog位点，设置undo状态
                    trx_commit_in_memory(trx, lsn); //释放锁资源，清理保存点列表，清理回滚段
                }       
        }
    }

      mysqld可能在任何情况下crash，os也有可能出现问题，另外若机器掉电，mysqld也会同样挂掉。但是即使这样，mysql仍然能保证数据库的一致性。接下来，我会结合上述流程，分析二阶段提交如何保证这点的。下面给出几种常见的场景，
1.prepare阶段，redo log落盘前，mysqld crash
2.prepare阶段，redo log落盘后，binlog落盘前，mysqld crash
3.commit阶段，binlog落盘后，mysqld crash
      对于第一种情况，由于redo没有落盘，毫无疑问，事务的更新肯定没有写入磁盘，数据库的一致性受影响；对于第二种情况，这时候redo log写入完成，但binlog还未写入，事务处于TRX_STATE_PREPARED状态，这是提交还是回滚呢？对于第三种情况，此时，redo log和binlog都已经落盘，只是undo状态没有更新，这种情况也应该提交，因为redo log和binlog已经一致了，当然这只是我的假设，需要通过源码逻辑来验证。
     下面给出了mysqld异常重启后的执行逻辑以及关键的源代码。对于第三种情况，我们可以搜集到未提交事务的binlog event，所以需要提交，与我们假设相符；而对于第二种情况，由于binlog未写入，需要通过执行回滚操作来保证数据库的一致性。

异常重启后，如何判断事务该提交还是回滚
1.读binlog日志，获取崩溃时没有提交的event；  //info->commit_list中含有该元素
2.若存在，则对应的事务要提交；否则需要回滚。

判断事务提交或回滚源码如下：




     上面讨论了两阶段提交的基本流程，以及服务器异常crash后，mysql如何重启恢复保证binlog和数据的一致性。简而言之，对于异常的xa事务，若binlog已落盘，则事务应该提交；binlog未落盘，则事务就应该回滚。由于这块涉及到的源代码较多，我也没有看完所有源代码，如有不正确的地方，欢迎指正。

//异常重启后，回滚流程
innobase_rollback_by_xid
    rollback_by_xid
trx_rollback_resurrected
    trx_rollback_active
        row_undo
        {
            //从回滚页获取undo记录
            //分析undo记录类型
            if (insert)
                row_undo_ins
            else
                row_undo_mod
        }

//异常重启后，提交流程
commit_by_xid
    trx_commit_for_mysql

//写binlog接口
handler.cc:binlog_log_row
sql/binlog.cc:commit
mysys/my_sync:my_sync
sql/binlog.cc:sync_binlog_file
handler/ha_innodb.cc:innobase_xa_prepare