日志是 mysql 資料庫的重要組成部分，記錄着資料庫運作期間各種狀态資訊。mysql日志主要包括錯誤日志、查詢日志、慢查詢日志、事務日志、二進制日志幾大類。
作為開發，我們重點需要關注的是二進制日志( binlog )和事務日志(包括redo log 和 undo log )，本文接下來會詳細介紹這三種日志。
binlog
binlog 用于記錄資料庫執行的寫入性操作(不包括查詢)資訊，以二進制的形式儲存在磁盤中。binlog 是 mysql的邏輯日志，并且由 Server 層進行記錄，使用任何存儲引擎的 mysql 資料庫都會記錄 binlog 日志。
- 邏輯日志：可以簡單了解為記錄的就是sql語句 。
- 實體日志：mysql 資料最終是儲存在資料頁中的，實體日志記錄的就是資料頁變更 。
binlog 是通過追加的方式進行寫入的，可以通過max_binlog_size 參數設定每個 binlog檔案的大小，當檔案大小達到給定值之後，會生成新的檔案來儲存日志。
binlog使用場景
在實際應用中， binlog 的主要使用場景有兩個，分别是 主從複制 和 資料恢複 。
- 主從複制 ：在 Master 端開啟 binlog ，然後将 binlog發送到各個 Slave 端， Slave 端重放 binlog 進而達到主從資料一緻。
- 資料恢複 ：通過使用 mysqlbinlog 工具來恢複資料。
binlog刷盤時機
對于 InnoDB 存儲引擎而言，隻有在事務送出時才會記錄binlog ，此時記錄還在記憶體中，那麼 binlog是什麼時候刷到磁盤中的呢？
mysql 通過 sync_binlog 參數控制 binlog 的刷盤時機，取值範圍是 0-N：
- 0：不去強制要求，由系統自行判斷何時寫入磁盤；
- 1：每次 commit 的時候都要将 binlog 寫入磁盤；
- N：每N個事務，才會将 binlog 寫入磁盤。
從上面可以看出， sync_binlog 最安全的是設定是 1 ，這也是MySQL 5.7.7之後版本的預設值。但是設定一個大一些的值可以提升資料庫性能，是以實際情況下也可以将值适當調大，犧牲一定的一緻性來擷取更好的性能。
binlog日志格式
binlog 日志有三種格式，分别為 STATMENT 、 ROW 和 MIXED。
在 MySQL 5.7.7 之前，預設的格式是 STATEMENT ， MySQL 5.7.7 之後，預設值是 ROW。日志格式通過 binlog-format 指定。
- STATMENT：基于SQL 語句的複制( statement-based replication, SBR )，每一條會修改資料的sql語句會記錄到binlog 中 。
- 優點：不需要記錄每一行的變化，減少了 binlog 日志量，節約了 IO , 進而提高了性能；
- 缺點：在某些情況下會導緻主從資料不一緻，比如執行sysdate() 、 slepp() 等 。
- ROW：基于行的複制(row-based replication, RBR )，不記錄每條sql語句的上下文資訊，僅需記錄哪條資料被修改了 。
- 優點：不會出現某些特定情況下的存儲過程、或function、或trigger的調用和觸發無法被正确複制的問題 ；
- 缺點：會産生大量的日志，尤其是` alter table ` 的時候會讓日志暴漲
- MIXED：基于STATMENT 和 ROW 兩種模式的混合複制(mixed-based replication, MBR )，一般的複制使用STATEMENT 模式儲存 binlog ，對于 STATEMENT 模式無法複制的操作使用 ROW 模式儲存 binlog
為什麼需要redo log
我們都知道，事務的四大特性裡面有一個是 持久性 ，具體來說就是隻要事務送出成功，那麼對資料庫做的修改就被永久儲存下來了，不可能因為任何原因再回到原來的狀态 。
那麼 mysql是如何保證一緻性的呢？
最簡單的做法是在每次事務送出的時候，将該事務涉及修改的資料頁全部重新整理到磁盤中。但是這麼做會有嚴重的性能問題，主要展現在兩個方面：
- 因為 Innodb 是以 頁 為機關進行磁盤互動的，而一個事務很可能隻修改一個資料頁裡面的幾個位元組，這個時候将完整的資料頁刷到磁盤的話，太浪費資源了！
- 一個事務可能涉及修改多個資料頁，并且這些資料頁在實體上并不連續，使用随機IO寫入性能太差！
是以 mysql 設計了 redo log ， 具體來說就是隻記錄事務對資料頁做了哪些修改，這樣就能完美地解決性能問題了(相對而言檔案更小并且是順序IO)。
redo log基本概念
redo log 包括兩部分：一個是記憶體中的日志緩沖( redo log buffer )，另一個是磁盤上的日志檔案( redo logfile)。
mysql 每執行一條 DML 語句，先将記錄寫入 redo log buffer，後續某個時間點再一次性将多個操作記錄寫到 redo log file。這種 先寫日志，再寫磁盤 的技術就是 MySQL裡經常說到的 WAL(Write-Ahead Logging) 技術。
在計算機作業系統中，使用者空間( user space )下的緩沖區資料一般情況下是無法直接寫入磁盤的，中間必須經過作業系統核心空間( kernel space )緩沖區( OS Buffer )。
是以， redo log buffer 寫入 redo logfile 實際上是先寫入 OS Buffer ，然後再通過系統調用 fsync() 将其刷到 redo log file
中，過程如下：
mysql 支援三種将 redo log buffer 寫入 redo log file 的時機，可以通過 innodb_flush_log_at_trx_commit 參數配置，各參數值含義如下：
redo log記錄形式
前面說過， redo log 實際上記錄資料頁的變更，而這種變更記錄是沒必要全部儲存，是以 redo log實作上采用了大小固定，循環寫入的方式，當寫到結尾時，會回到開頭循環寫日志。如下圖：
同時我們很容易得知， 在innodb中，既有redo log 需要刷盤，還有 資料頁 也需要刷盤， redo log存在的意義主要就是降低對 資料頁 刷盤的要求 。
在上圖中， write pos 表示 redo log 目前記錄的 LSN (邏輯序列号)位置， check point 表示 資料頁更改記錄 刷盤後對應 redo log 所處的 LSN(邏輯序列号)位置。
write pos 到 check point 之間的部分是 redo log 空着的部分，用于記錄新的記錄；check point 到 write pos 之間是 redo log 待落盤的資料頁更改記錄。當 write pos追上check point 時，會先推動 check point 向前移動，空出位置再記錄新的日志。
啟動 innodb 的時候，不管上次是正常關閉還是異常關閉，總是會進行恢複操作。因為 redo log記錄的是資料頁的實體變化，是以恢複的時候速度比邏輯日志(如 binlog )要快很多。
重新開機innodb 時，首先會檢查磁盤中資料頁的 LSN ，如果資料頁的LSN 小于日志中的 LSN ，則會從 checkpoint 開始恢複。
還有一種情況，在當機前正處于checkpoint 的刷盤過程，且資料頁的刷盤進度超過了日志頁的刷盤進度，此時會出現資料頁中記錄的 LSN 大于日志中的 LSN，這時超出日志進度的部分将不會重做，因為這本身就表示已經做過的事情，無需再重做。
redo log與binlog差別
由 binlog 和 redo log 的差別可知：binlog 日志隻用于歸檔，隻依靠 binlog 是沒有 crash-safe 能力的。
但隻有 redo log 也不行，因為 redo log 是 InnoDB特有的，且日志上的記錄落盤後會被覆寫掉。是以需要 binlog和 redo log二者同時記錄，才能保證當資料庫發生當機重新開機時，資料不會丢失。
undo log
資料庫事務四大特性中有一個是 原子性 ，具體來說就是 原子性是指對資料庫的一系列操作，要麼全部成功，要麼全部失敗，不可能出現部分成功的情況。
實際上， 原子性 底層就是通過 undo log 實作的。undo log主要記錄了資料的邏輯變化，比如一條 INSERT 語句，對應一條DELETE 的 undo log ，對于每個 UPDATE 語句，對應一條相反的 UPDATE 的 undo log ，這樣在發生錯誤時，就能復原到事務之前的資料狀态。
同時， undo log 也是 MVCC(多版本并發控制)實作的關鍵。