面试题：MySQL InnoDB存储引擎崩溃恢复时，如何处理未完成的事务以及已提交但未同步到磁盘的事务？

Question

详细说明InnoDB存储引擎在崩溃恢复过程中，对于未完成事务的回滚操作以及已提交但未持久化到磁盘的事务的重做操作流程，包括相关日志的使用和协调。

Answer 1

未完成事务的回滚操作流程

1. 加载日志：InnoDB存储引擎在崩溃恢复时，首先会加载重做日志（Redolog）和回滚日志（Undolog）。重做日志记录了所有已提交事务对数据页的修改，而回滚日志则记录了每个事务对数据的修改前版本，用于事务回滚。
2. 识别未完成事务：通过检查重做日志中的事务状态信息，确定哪些事务在崩溃时未完成。未完成事务在重做日志中没有完整的提交记录。
3. 回滚操作：对于识别出的未完成事务，InnoDB根据回滚日志中的记录，将数据恢复到事务开始前的状态。回滚日志按顺序记录了事务对数据的修改操作，InnoDB反向执行这些操作，逐步撤销未完成事务对数据的影响。例如，如果事务对某一行数据进行了更新操作，回滚日志中记录了更新前的数据版本，InnoDB会将该行数据恢复为旧版本。
4. 清理资源：完成回滚操作后，InnoDB会清理与未完成事务相关的资源，如事务持有的锁等。

已提交但未持久化到磁盘的事务的重做操作流程

1. 加载日志：同样先加载重做日志和回滚日志。
2. 识别已提交未持久化事务：InnoDB通过检查重做日志中的事务提交记录，确定哪些已提交事务的数据尚未持久化到磁盘。重做日志记录了事务的完整操作过程以及提交记录。
3. 重做操作：对于已提交但未持久化的事务，InnoDB根据重做日志中的记录，重新执行这些事务对数据页的修改操作，将数据更新到事务提交后的状态。重做日志是按顺序记录的，InnoDB按照日志记录的顺序依次应用修改，确保数据的一致性。例如，事务对某个数据页进行了插入操作，InnoDB会根据重做日志中的记录，在相应的数据页中插入该记录。
4. 数据持久化：在重做操作完成后，InnoDB将更新后的数据持久化到磁盘的数据文件中，确保数据的永久性存储。

相关日志的使用和协调

1. 重做日志：主要用于崩溃恢复时的重做操作，保证已提交事务的持久性。它记录了所有对数据页的修改操作，包括已提交和未提交事务的修改。在崩溃恢复时，通过重放重做日志中的已提交事务记录，将数据恢复到崩溃前已提交事务的状态。
2. 回滚日志：用于事务回滚操作，无论是正常事务回滚还是崩溃恢复时未完成事务的回滚。它记录了每个事务对数据的修改前版本，在回滚时通过反向应用回滚日志中的记录，将数据恢复到事务开始前的状态。同时，回滚日志还用于实现MVCC（多版本并发控制），为读操作提供旧版本的数据。
3. 协调：在崩溃恢复过程中，重做日志和回滚日志相互配合。首先根据重做日志确定已提交但未持久化的事务并进行重做，然后根据回滚日志确定未完成事务并进行回滚。通过这种方式，InnoDB能够保证崩溃恢复后数据的一致性和完整性。同时，在正常事务处理过程中，重做日志和回滚日志也协同工作，确保事务的ACID特性。重做日志保证事务的持久性，回滚日志保证事务的原子性和一致性。