- [bin log](#bin-log)
  - [Introduce](#introduce)
    - [binary log构成](#binary-log构成)
    - [binary log用途](#binary-log用途)
    - [binary log variable](#binary-log-variable)
      - [binlog\_encryption](#binlog_encryption)
      - [log\_bin](#log_bin)
      - [binlog\_checksum](#binlog_checksum)
    - [binary log format](#binary-log-format)
    - [mysqlbinlog](#mysqlbinlog)
    - [sync\_binlog](#sync_binlog)
  - [Binary Logging Format](#binary-logging-format)
    - [STATEMENT](#statement)
    - [ROW](#row)
    - [MIXED](#mixed)
    - [mysql表更新操作的binary log记录格式](#mysql表更新操作的binary-log记录格式)


# bin log
## Introduce
### binary log构成
binary log由一系列描述数据库变动的事件构成，例如table creation操作或对table data进行的修改操作。

除上述对数据库造成修改的事件外，binary log中还包含`可能会潜在对数据库造成修改的statement`所对应的事件（例如一个没有匹配任何行的delete语句）。

binary log中还会包含每条statement更新数据所花费的时间。

### binary log用途
binary log用途主要用于如下方面：
- `for replication`：source replication server中的binary log提供了要发送给replicas的数据变动。source replication server会将binary log中包含的消息发送给replcias，replicas则是会重新执行这些变动。
- `for data recovery`：某些data recovery操作需要使用binary log。当backup被恢复后，需要对binary log中位于backup之后的时间进行重新执行操作

binary log不会记录`SELECT`或`SHOW`这些并不会对数据库数据进行修改的动作。如果想要对所有statement做记录，需要使用general query log。

在运行mysql server时开启binary log通常会令性能有所降低，但是能带来主从复制和数据恢复方面的好处。

binary log能兼容程序的意外中止，只有已完成的event或transaction才能记录到binary log或从binary log中read back。

写入binary log中的statement如果包含密码，密码将会被server重写，binary log中不会出现密码的明文。

### binary log variable
#### binlog_encryption
binary log和relay log可以被加密，用于保护这些日志文件的数据安全。可以通过`binlog_encryption`变量来设置binary log是否被加密。

#### log_bin
通过`log_bin`可以设置binary log是否被启用，`log_bin`环境变量默认为`ON`，是启用的。

如果要在启动mysqld时禁用binary log，可以在`my.cnf`中指定`skip-log-bin`或`disable-log-bin`。

可以通过`--log-bin[=base_name]`来指定binary log file的base name。如果没有指定`--log-bin`选项，那么base name默认为`binlog`（binary log文件名为`binlog.xxxxx`。

mysqld会在base name之后追加数字将其作为binlog的文件名称，每次创建新的binlog文件时，数字都会递增。mysqld会在如下场景下创建新的binlog文件：
- mysql server执行`start`或`restart`操作
- server对log进行`flush`操作
- 当前log大小达到`max_binlog_size`的大小

如果在事务中写入大量数据，那么binlog的大小可能会大于`max_binlog_size`，因为同一个事务中的event只会被记录到一个binlog中，不会写入到多个binlog中。

> #### binary log index
> 为了追踪当前mysql使用了哪些binary log文件，mysqld创建了一个`binary log index`文件，其中包含了`binary log`文件的文件名。可以通过`--log-bin-index[=filename]`来指定`log index file`的名称。

#### binlog_checksum
默认情况下，server在输出event到日志时，会同时输出event的长度，并且用event长度来校验是否输出正确。除此之外，可以通过设置`binlog_checksum`来让server在输出event的同时输出event的checksum。在从binlog中read back时，source默认会使用event length，但是可以通过设置`source_verify_checksum`为启用来使用checksum。作为接收方的replica会校验从source接收到的event。

### binary log format
binary log中event目前支持三种格式：
- row-based-logging
- statement-based-logging
- mixed-based-logging

### mysqlbinlog
当想要展示binary log文件中的内容时，可以使用mysqlbinlog工具，如果想要重新执行binlog中对应的statement，该工具将十分有用。

```bash
mysqlbinlog /var/lib/mysql/binlog.000503 | less
```
通过上述命令可以查看binlog的内容。

可以通过如下命令来根据binlog内容更新数据库信息：
```bash
mysqlbinlog log_file | mysql -h server_name
```

binary logging操作会在statement或transaction执行完成后立马被执行，但是logging操作在`锁释放`和`commit提交`之前。这将会保证日志将会按照commit的顺序来打印。

对非事务（引擎不支持事务）的表进行操作，在执行后会立即将log打印到binary log file中。

对于事务的表（例如innodb）表，在一个尚未提交的事务中，所有更新操作（update/insert/delete）将会被缓存，直到执行commit操作。在执行commit前，会将缓存中的整个事务都写入到binary log中。

### sync_binlog
默认情况下，在每次写操作后，binary log都会被同步到磁盘中（sync_binlog为1）。如果`sync_binlog`没有被启用，并且系统发生宕机，那么位于binary log末尾的statements可能会丢失。为了保证不发生binlog文件丢失的情况，`sync_binlog`会设置每经过`N`次commit group之后，将binary log同步到disk中。

在早期的mysql版本中，即使将`sync_binlog`设置为1，也有可能发生table content和binlog content不一致的情况。在使用innodb tables并且mysql server处理了commit statement，那么其会将所有prepared transactions按顺序写入到binary log，并将binary log同步到disk中，并且提交innodb事务。

但是，在`同步binary log到disk`和`提交innodb事务`之间，server有可能会宕机，在server重启之后transaction会被回滚，但是事务对应event已经被写入到了binary log中，此时会发生binary log和table content不一致的情况。

上述情况在之前的mysql发行版中已经被解决，只需启用XA两阶段事务即可。在mysql 8.4中，innodb针对两阶段提交的XA事务支持一直是被启用的。

Innodb在XA事务中对两阶段提交的支持确保了binary log和innodb data files的一致性。在innodb隐式支持了XA两阶段事务之后，如果sync_binlog被设置，那么当server崩溃后重启时，会对未提交事务做回滚，同时会扫描binlog中最后的部分来收集`xid`，从而计算出binary log file中的`最后有效位置`。mysql server会告知innodb完成所有写入到binary log中的prepared transactions，并且将binary log file截取到最后有效位置。这将会保证table content和binary log的一致性。

## Binary Logging Format
在binary log中，会采用如下集中格式来记录消息：
### STATEMENT
mysql中的复制功能最初是基于sql statement的传播，sql statement将会从source实例发送到replica实例。这种行为被称作`statement-based logging`。

在启动server时，可以通过指定`--binlog-format=STATEMENT`来使用`statement-based logging`。

### ROW
默认情况下，使用的是`row-based logging`。source实例会在`行数据如何被修改`的维度，向binary log中写入事件。

在启动server时，可以通过指定`--binlog-format=ROW`来使用`row-based logging`。

### MIXED
在使用mixed-based logging时，`statement-based logging`会被默认使用，但是遇到下列描述的场景时，会自动切换到`row-based-logging`。

在启动server时，可以通过指定`--binlog-format=MIXED`来使用`mixed-based logging`。

随着使用的存储引擎不同，logging format也会收到影响和限制。

### mysql表更新操作的binary log记录格式
对数据库中表数据的更改可以通过直接或间接的方式完成：
- 直接： `INSERT, UPDATE, DELETE, REPLACE, DO, LOAD DATA, SELECT, and TRUNCATE TABLE`
- 间接：`GRANT, REVOKE, SET PASSWORD, RENAME USER`

对于直接修改mysql表内容的语句，`log format`将会基于`binlog_format`配置。

对于间接修改表内容的语句，将会忽略`binlog_format`配置，直接以`STATEMENT`的形式写入到binary log中。