undo log

在 MySQL 事务 提到一个 MySQL 事务在未提交前其实已经执行，但仅仅只是对内存中缓冲页页修改，并未刷新回磁盘，事务提价后也不会立刻刷回磁盘，脏页刷盘时机可见脏页刷新回磁盘

一个事务提交后不立刻刷盘，不怕数据丢失吗？这个由 redo log 保证持久性！！本篇文章讨论另外一个问题：事务如何回滚

如果一个事务由于客观原因 (如：断电，故障) 导致没有完全执行完，也就是事务没有执行到提交那一步，那么就应该回滚到执行事务之前的状态，保证事务的 原子性

如果一个事务由于主观原因 (如：手动回滚) 导致没有完全执行完，也需要回滚到执行事务之前的状态

回滚的实现思路也很简单：将事务中执行增删改操作的有用信息记录下来，回滚时执行相反操作即可

这些保存的内容就被称为 undo log (撤销日志)，根据 undo log 可以恢复到事务执行前的状态

注意：insert undo log 只用于事务未提交前的回滚操作，所以如果事务已经提交，那么 undo log 就没用了，占用的空间会被系统回收，也可能会被重用

注意：update undo log 不仅用于回滚操作，而且在 MVCC 中也会使用，所以就算事务提交了也不能立马删掉 update undo log (包括 delete undo log)

在 InnoDB 行格式 中介绍一条记录中包含了三个隐藏列，其中 row_id 非必需，后面两个隐藏列就是本部分重点介绍的内容

trx_id 表示事务 ID，占 6 个字节，保存着记录最新被哪个事务修改 (包括插入、删除、更新操作)

roll_pointer 表示回滚指针，指向记录最新的 undo log，而删除更新的 undo log 中也有 roll_pointer 指针，会形成一个链表，表示该记录的版本链

undo log 被存储到类型为 FIL_PAGE_UNDO_LOG 的页面中，每一个 undo log 都有一个编号 undo no，这个编号是以事务为范围，也就是每个事务所产生的 undo log 编号从 0 开始递增

存储 undo log 的页面在表空间中，而存储 redo log 的 block 不属于表空间，这是因为 redo log 为了保证持久化刷盘更频繁，独立于表空间外可以是顺序 IO，效率更高

由于存储 unod log 的页面上属于表空间，所以也存在数据丢失的风险，所以 undo log 的持久化和数据页一样都依靠 redo log 来保证！！

我们可以将 SQL 语句分为四类：增删改查

在正式介绍三种类型的 undo log 结构之前，建一个表：


create table undo_demo {
    id int not null,
    key1 varchar(100),
    col varchar(100),
    PRIMARY KEY (id),
    KEY idx_key1 (key1)
}

插入操作的回滚相比于另外两种来说简单很多，因为它只需要保存插入记录的主键，回滚时根据主键删除记录即可。TRX_UNDO_INSERT_REC 类型的 undo log 完整结构如下图所示：

现在向表中插入两条记录：


xxxxxxxxxx
begin;  # 显式开启一个事务，假设该事务的 id 为 100
# 插入两条记录
insert into undo_demo(id, key1, col) values (1, 'AWM', '狙击枪'), (2, 'M416', '步枪');

插入的两条记录对应的 undo log 如下：

下面来看看每条记录中 roll_pointer 指针：

删除一个记录并非真正的删除了它，而只是将 deleted_flag 置为 1，并将记录添加到垃圾链表的头部

删除操作可以被分为两个阶段：

阶段 1：仅仅将记录头中 deleted_flag 属性设置为 1，也会修改 trx_id，roll_pointer 这些隐藏列的值，其余的不做修改，该阶段称为 delete mark
阶段 2：事务提交后有专门的线程负责将记录真正删掉，如：从正常链表中移除，添加到垃圾链表头部等一些其它设置，该阶段称为 purge

可以看到阶段 2 是在事务提交后才会执行，而事务提交后就不需要回滚，所以对于删除的回滚只关注阶段 1 即可，阶段 1 又被称为中间状态记录，如下图所示：

下面给出 TRX_UNDO_DEL_MARK_REC 类型的 undo log 完整结构，如下图所示：

将一条记录删掉，但事务未提交之前版本链如下：

更新操作需要分情况讨论

不更新主键：
- 就地更新：如果所有更新列的新值占用空间和对应旧值一样 (大了或者小了都不行)，就原地更新
- 先删除旧记录，再插入新纪录：此处的删除会添加到垃圾链表，也就是会执行上部分介绍的阶段 2。插入新记录时会检查垃圾链表的表头空间是否可以满足新记录 (只检查表头，不会遍历整个链表)，如果可以就使用垃圾链表表头空间，可能会产生碎片；否则就新申请一块空间，如果当前页满了，就分裂页面
更新主键：将旧记录 delete mark 操作 (不会 purge 操作)，然后插入一条新记录

下面给出 TRX_UNDO_UPD_EXIST_REC 类型的 undo log 完整结构，如下图所示：