# 文件
## 参数
### 参数查看
mysql参数为键值对，可以通过`show variables`命令查看所有的数据库参数，并可以通过`like`来过滤参数名称。

除了`show variables`命令之外，还能够在`performance_schema`下的`global_variables`视图来查找数据库参数，示例如下：
```sql
-- 查看innodb_buffer_pool_size参数
show variables like 'innodb_buffer_pool_size'
```
上述`show variables`命令的执行结果为
| Variable\_name | Value |
| :--- | :--- |
| innodb\_buffer\_pool\_size | 4294967296 |

```sql
select * from performance_schema.global_variables where variable_name like 'innodb_buffer_pool%';
```
上述sql的执行结果如下：
| VARIABLE\_NAME | VARIABLE\_VALUE |
| :--- | :--- |
| innodb\_buffer\_pool\_chunk\_size | 134217728 |
| innodb\_buffer\_pool\_dump\_at\_shutdown | ON |
| innodb\_buffer\_pool\_dump\_now | OFF |
| innodb\_buffer\_pool\_dump\_pct | 25 |
| innodb\_buffer\_pool\_filename | ib\_buffer\_pool |
| innodb\_buffer\_pool\_in\_core\_file | ON |
| innodb\_buffer\_pool\_instances | 4 |
| innodb\_buffer\_pool\_load\_abort | OFF |
| innodb\_buffer\_pool\_load\_at\_startup | ON |
| innodb\_buffer\_pool\_load\_now | OFF |
| innodb\_buffer\_pool\_size | 4294967296 |

### 参数类型
mysql中的参数可以分为`动态`和`静态`两种类型，
- 动态：动态参数代表可以在mysql运行过程中进行修改
- 静态：代表在整个实例的声明周期内都不得进行修改

#### 动态参数修改
对于动态参数，可以在运行时通过`SET`命令来进行修改，`SET`命令语法如下：
```sql
set 
    | [global | session] system_var_name=expr
    | [@@global. | @@session. | @@] system_var_name = expr
```
在上述语法中，`global`和`session`关键字代表该动态参数的修改是针对`当前会话`还是针对`整个实例的生命周期`。 

- 有些动态参数只能在会话范围内进行修改，例如`autocommit`
- 有些参数修改后，实例整个生命周期内都会生效，例如`binglog_cache_size`
- 有些参数既可以在会话范围内进行修改，又可以在实例声明周期范围内进行修改，例如`read_buffer_size`

使用示例如下：

查询read_buffer_size的global和session值
```sql
-- 查询read_buffer_size的global和session值
select @@session.read_buffer_size,@@global.read_buffer_size;
```
返回结果为

| @@session.read\_buffer\_size | @@global.read\_buffer\_size |
| :--- | :--- |
| 131072 | 131072 |

设置@@session.read_buffer_size为524288
```sql
set @@session.read_buffer_size = 1024 * 512;
```
设置后，再次查询read_buffer_size的global和session值，结果为
| @@session.read\_buffer\_size | @@global.read\_buffer\_size |
| :--- | :--- |
| 524288 | 131072 |

在调用set命令修改session read_buffer_size参数后，session参数发生变化，但是global参数仍然为旧的值。

> `set session xxx`命令并不会对global参数的值造成影响，新会话的参数值仍然为修改前的值。

之后，再对global read_buffer_size值进行修改，执行如下命令
```sql
set @@global.read_buffer_size = 496 * 1024;
```
执行该命令后，sesion和global参数值为
| @@session.read\_buffer\_size | @@global.read\_buffer\_size |
| :--- | :--- |
| 524288 | 507904 |

> `set global xxx`命令只会修改global参数值，对session参数值不会造成影响，新的session其`session参数值, global参数值`和修改后的global参数值保持一致

> 即使针对参数的global值进行了修改，其影响范围是当前实例的整个生命周期，`但是，其并不会对参数文件中的参数值进行修改，故而下次启动mysql实例时，仍然会从参数文件中取值，新实例的值仍然是修改前的值`。
>
> 如果想要修改下次启动实例的参数值，需要修改参数文件中该参数的值。（参数文件路径通常为`/etc/my.cnf`）

#### 静态参数修改
在运行时，如果尝试对静态参数进行修改，那么会发生错误，示例如下：
```sql
> set global datadir='/db/mysql'
[2025-01-30 15:05:17] [HY000][1238] Variable 'datadir' is a read only variable
```
## 日志文件
mysql中常见日志文件如下
- 错误日志(error log)
- 二进制日志（binlog）
- 慢查询日志（slow query log）
- 查询日志（log）

### 错误日志
错误日志针对mysql的启动、运行、关闭过程进行了记录，用户可以通过`show variables like 'log_error';`来获取错误日志的路径：
```sql
show variables like 'log_error';
```
其输出值如下：
| Variable\_name | Value |
| :--- | :--- |
| log\_error | /var/log/mysql/mysqld.log |

当mysql数据库无法正常启动时，应当首先查看错误日志。

### 慢查询日志
慢查询日志存在一个阈值，通过`long_query_time`参数来进行控制，该参数默认值为`10`，代表慢查询的限制为10s。

通过`slow_query_log`参数，可以控制是否日志输出慢查询日志，默认为`OFF`,如果需要开启慢查询日志，需要将该值设置为`ON`。

关于慢查询日志的输出地点，可以通过`log_output`参数来进行控制。该参数默认为`FILE`，支持`FILE, TABLE, NONE`。`log_output`支持制定多个值，多个值之间可以通过`,`分隔，当值中包含`NONE`时，以`NONE`优先。

#### log_queries_not_using_indexes
当`log_queryies_not_using_indexes`开启时，如果运行的sql语句没有使用索引，那么这条sql同样会被输出到慢查询日志。该参数默认关闭。

`log_throttle_queries_not_using_idnexes`用于记录`每分钟允许记录到慢查询日志并且没有使用索引`的sql语句次数，该参数值默认为0，代表每分钟输出到慢查询日志中的数量没有限制。

该参数主要用于防止大量没有使用索引的sql添加到慢查询日志中，造成慢查询日志大小快速增加。

当慢查询日志中的内容越来越多时，可以通过mysql提供的工具`mysqldumpslow`命令，示例如下：
```sql
mysqldumpslow -s at -n 10 ${slow_query_log_path}
```

### 查询日志
查询日志记录了对mysql数据库所有的请求信息，无论请求是否正确执行。

查询日志通过`general_log`参数来进行控制，默认该参数值为`OFF`.

### 二进制日志
二进制日志（binary log）记录了针对mysql数据库执行的所有更改操作（不包含select以及show这类读操作）。

对于update操作等，即使没有对数据库进行修改（affected rows为0），也会被写入到binary log中。

二进制日志的主要用途如下：
- 恢复（recovery）：某些数据恢复需要二进制日志，例如在数据库全备份文件恢复后，用户可以通过二进制日志进行point-in-time的恢复
- 复制（replication）：通过将一台主机（master）的binlog同步到另一台主机（slave），并且在另一台主机上执行该binlog，可以令slave与master进行实时同步
- 审计（audit）：用户可以对binlog中的信息进行审计，判断是否存在对数据库进行的注入攻击

通过参数`log_bin`可以控制是否启用二进制日志。

binlog通常存放在`datadir`参数所指定的目录路径下。在该路径下，还存在`binlog.index`文件，该文件为binlog的索引文件，文件内容包含所有binlog的文件名称。

#### max_binlog_size
`max_binlog_size`参数控制单个binlog文件的最大大小，如果单个文件超过该值，会产生新的二进制文件，新binlog的后缀会+1，并且新文件的文件名会被记录到`.index`文件中。

`max_binlog_size`的默认值大小为`1G`。

#### binlog_cache_size
当使用innodb存储引擎时，所有未提交事务的binlog会被记录到缓存中，等到事务提交后，会将缓存中的binlog写入到文件中。缓存大小通过`binlog_cache_size`决定，该值默认为`32768`，即`32KB`。

`binlog_cache_size`是基于会话的，`在每个线程开启一个事务时，mysql会自动分配一个大小为binlog_cache_size大小的缓存，因而该值不能设置过大`。

当一个事务的记录大于设定的`binlog_cache_size`时，mysql会将缓冲中的日志写入到一个临时文件中，故而，该值无法设置过小。

通过`show global status like 'binlog_cache%`命令可以查看`binlog_cache_use`和`binlog_cache_disk_use`的状态，可以通过上述两个状态判断binlog cache大小是否合适。

##### binlog_cache_use
`binlog_cache_use`记录了使用缓冲写binlog的次数

##### binlog_cache_disk_use
`binlog_cache_disk_use`记录了使用临时文件写二进制日志的次数

#### sync_binlog
`sync_binlog`参数控制mysql server同步binlog到磁盘的频率，该值默认为`1`

- 0: 如果参数值为0，代表mysql server禁用binary log同步到磁盘。mysql会依赖操作系统将binary log刷新到磁盘中，该设置性能最佳，但是遇到操作系统崩溃时，可能会出现mysql事务提交但是还没有同步到binary log的场景
- 1: 如果参数值设置为1，代表在事务提交之前将binary log同步到磁盘中，该设置最安全，但是会增加disk write次数，对性能会带来负面影响。在操作系统崩溃的场景下，binlog中缺失的事务还只处于prepared状态，从而确保binlog中没有事务丢失
- N：当参数值被设置为非`0，1`的值时，每当n个binlog commit groups被收集到后，同步binlog到磁盘。在这种情况下，可能会发生事务提交但是还没有被刷新到binlog中，`当n值越大时，性能会越好，但是也会增加数据丢失的风险`

为了在使用innodb事务和replciation时获得最好的一致性和持久性，请使用如下设置：
```cnf
sync_binlog=1
innodb_flush_log_at_trx_commit=1
```

#### innodb_flush_log_at_trx_commit
innodb_flush_log_at_trx_commit用于控制redo log的刷新。

该参数用于平衡`commit操作ACID的合规性`以及`更高性能`。通过修改该参数值，可以实现更佳的性能，但是在崩溃时可能会丢失事务：
- 1: 1为该参数默认值，代表完全的ACID合规性，日志在每次事务提交后被写入并刷新到磁盘中
- 0: 日志每秒被写入和刷新到磁盘中，如果事务没有被刷新，那么日志将会在崩溃中被丢失
- 2: 每当事务提交后，日志将会被写入，并且每秒钟都会被刷新到磁盘中。如果事务没有被刷新，崩溃同样会造成日志的丢失

如果当前数据库为slave角色，那么其不会把`从master同步的binlog`写入到自己的binlog中，如果要实现`master=>slave=>slave`的同步架构，必须设置`log_slave_updates`参数。

#### binlog_format
binlog_format用于控制二进制文件的格式，可能有如下取值：
- statement: 二进制文件记录的是日志的逻辑sql语句
- row：记录表的行更改情况，默认值为`row`
- mixed: 如果参数被配置为mixed，mysql默认会采用`statement`格式进行记录，但是在特定场景能够下会使用`row`格式：
  - 使用了uuid, user, current_user,found_rows, row_count等不确定函数
  - 使用了insert delay语句
  - 使用了用户自定义函数
  - 使用了临时表

##### 使用statement可能会存在的问题
在使用statement格式时，可能会存在如下问题
- master运行rand，uuid等不确定函数时，或使用触发器操作时，会导致主从服务器上的数据不一致
- innodb的默认事务隔离级别为`repetable_read`，如果使用`read_commited`级别时，statement格式可能会导致丢失更新的情况，从而令master和slave的数据不一致

binlog为动态参数，可以在数据库运行时进行修改，并且可以针对session和global进行修改。

#### mysqlbinlog
在查看二进制日志时，可以使用`mysqlbinlog`命令，示例如下
```bash
mysqlbinlog --start-position=203 ${binlog_path}
```

## pid文件
mysql实例启动时，会将进程id写入到一个文件中，该文件被称为pid文件。

pid文件路径通过`pid_file`参数来进行控制，fedora中默认路径为`/run/mysqld/mysqld.pid`。

## 表结构定义文件
mysql中数据的存储是根据表进行的，每个表都有与之对应的文件。无论表采用何种存储引擎，都会存在一个以`frm`为后缀的文件，该文件中保存了该表的表结构定义。

> mysql 8中，schema对应目录下不再包含frm文件。

## 表空间文件
innodb采用将存储的数据按照表空间（tablespace）进行存放的设计。在默认配置下，将会有一个初始大小为10MB，名称为ibdata1的文件，该文件为默认的表空间文件。

### innodb_data_file_path
可以通过`innodb_data_file_path`参数对默认表空间文件进行设置，示例如下：
```sql
innodb_data_file_path=datafile_spec1[;datafile_spec2]...
```
用户可以通过多个文件组成一个表空间，示例如下：
```sql
innodb_data_file_path=/db/ibdata1:2000M;/dr2/db/ibdata2:2000M;autoextend
```
在上述配置中，表空间由`/db/ibdata1`和`/dr2/db/ibdata2`两个文件组成，如果两个文件位于不同的磁盘上，那么磁盘的负载将会被平均，数据库的整体性能将会被提高。

同时，在上述示例中，为两个文件都指定了后续属性，含义如下：
- ibdata1：文件大小为2000M
- ibdata2:文件大小为2000M，并且当文件大小被用完后，文件会自动增长

当`innodb_data_file_path`被设置后，所有基于innodb存储引擎的表，其数据都会记录到该共享表空间中。

### innodb_file_per_table
如果`innodb_file_per_table`被启用后（默认启用），则每个基于innodb存储引擎的表都可以有一个独立的表空间，独立表空间的命名规则为`表名+.ibd`。

通过innodb_file_per_table,用户不需要将所有的数据都放置在默认的表空间中。

> `innodb_file_per_table`所产生的独立表空间文件，其仅存储该表的数据、索引和插入缓冲BITMAP信息，其余信息仍然存放在默认的表空间中。

## redo log文件
redo log是一个基于磁盘的数据结构，用于在crash recovery过程中纠正由`未完成事务写入的错误数据`。

> 在一般操作中，redo log对那些`会造成表数据发生改变的请求`进行encode操作，请求通常由sql statement或地级别api发起。

redo log通常代表磁盘上的redo log file。写入重做日志文件的数据通常基于受影响的记录进行编码。在数据被写入到redo log file中时，LSN值也会不断增加。

### 循环写入
innodb会按顺序写入redo log文件，例如redo log file group中存在两个文件，innodb会先写文件1，文件1写满后会切换文件2，在文件2写满后，重新切换到文件1。

### redo log capacity
从mysql 8.0.30开始，`innodb_redo_log_capacity`参数用于控制redo log file占用磁盘空间的大小。该参数可以在实例启动时进行设置，也可以通过`set global`来进行设置。

`innodb_redo_log_capacity`默认值为`104857600`，即`100M`。

redo log文件默认位于`datadir`路径下的`#innodb_redo`目录下。innodb会尝试维护32个redo log file，每个redo log file文件大小都相同，为`1/32 * innodb_redo_log_capacity`。

redo log file将会使用`#ib_redoN`的命名方式，`N`是redo log file number。

innodb redo log file分为如下两种:
- ordinary：正在被使用的redo log file
- spare：等待被使用的redo log file

> 相比于ordinary redo log file，spare redo log file的名称中还包含了`_tmp`后缀

每个oridnary redo log file都关联了一个制定的LSN范围，可以通过查询`performance_schema.innodb_redo_log_files`表里获取LSN范围。

示例如下：
```sql
select file_name, start_lsn, end_lsn from performance_schema.innodb_redo_log_files;
```
查询结果示例如下：
| file\_name | start\_lsn | end\_lsn |
| :--- | :--- | :--- |
| ./#innodb\_redo/#ib\_redo6 | 19656704 | 22931456 |

当执行checkpoint时，innodb会将checkpoint LSN存储在文件的header中，在recovery过程中，所有的redo log文件都将被检查，并且基于最大的LSN来执行恢复操作。

常用的redo log状态如下
```bash
    # resize operation status
    Innodb_redo_log_resize_status
    # 当前redo log capacity 
    Innodb_redo_log_capacity_resized
    Innodb_redo_log_checkpoint_lsn
    Innodb_redo_log_current_lsn
    Innodb_redo_log_flushed_to_disk_lsn
    Innodb_redo_log_logical_size
    Innodb_redo_log_physical_size
    Innodb_redo_log_read_only
    Innodb_redo_log_uuid 
```
> 重做日志大小设置时，如果设置大小过大，那么在执行恢复操作时，可能需要花费很长时间；如果重做日志文件大小设置过小，可能会导致事务的日志需要多次切换重做日志文件。
>
> 此外，重做日志太小会频繁发生async checkpoint，导致性能抖动。重做日志存在一个capacity，代表了最后的checkpoint不能够超过这个阈值，如果超过必须将缓冲区中的部分脏页刷新到磁盘中，此时可能会造成用户线程的阻塞。

### redo log和binlog的区别
#### 记录内容
binlog记录的是一个事务的具体操作内容，该日志为逻辑日志。

而innodb redo log记录的是关于某个页的修改，为物理日志。

#### 写入时机
binlog仅当事务提交前才进行提交，即只会写磁盘一次。

redo log则是在事务运行过程中，不断有重做日志被写入到redo log file中。

### redo log写入时机
- master thread会每秒将redo log从buffer中刷新到redo log ile中，不露内事务是否已经提交
- innodb_flush_log_at_trx_commit控制redo log的刷新时机，默认情况下，在事务提交前会将数据从redo log buffer刷新到redo log file中