面试题：MariaDB GTID机制下的故障恢复与MySQL GTID机制的对比

Question

当数据库发生崩溃故障后，MariaDB的GTID机制与MySQL的GTID机制在恢复过程中，如何利用GTID来确保数据一致性和完整性，两者在恢复算法、日志应用顺序等方面有何不同？

Answer 1

MariaDB的GTID恢复机制

1. 利用GTID确保数据一致性和完整性：
   • MariaDB 在崩溃恢复时，会读取二进制日志（binlog）中的 GTID 信息。通过 GTID 来识别已经提交的事务，只应用那些在崩溃前完整提交且 GTID 尚未在当前实例应用过的事务。每个 GTID 唯一标识一个事务，这使得 MariaDB 能够准确判断哪些事务需要重新应用，避免重复应用事务，从而保证数据一致性和完整性。
2. 恢复算法：
   • MariaDB 会从最后一个已知的检查点开始，遍历二进制日志。对于日志中的每个事务，根据其 GTID 与内存中记录的已应用 GTID 集合进行对比。如果 GTID 不在已应用集合中，则应用该事务；如果已存在，则跳过。在恢复过程中，MariaDB 还会维护一个 GTID 表，记录已经应用的 GTID 范围，以便快速判断事务是否需要应用。
3. 日志应用顺序：
   • MariaDB 按照二进制日志中事务记录的顺序应用事务。由于 GTID 是全局唯一且按照事务提交顺序生成的，所以按日志顺序应用事务，结合 GTID 的唯一性检查，能够确保事务按照正确顺序重新应用，进一步保证数据一致性。

MySQL的GTID恢复机制

1. 利用GTID确保数据一致性和完整性：
   • MySQL 同样依赖 GTID 来识别崩溃前已提交的事务。MySQL 在启动恢复时，会读取二进制日志和 InnoDB 重做日志（redo log）。通过 GTID 匹配，MySQL 确定哪些事务需要从重做日志中重新应用到数据文件，确保崩溃前已提交的事务被正确恢复，同时避免重复应用已提交事务，以此保证数据的一致性和完整性。
2. 恢复算法：
   • MySQL 首先分析 InnoDB 重做日志，确定崩溃时的事务状态。对于未完成的事务进行回滚，对于已提交的事务，根据 GTID 与二进制日志中的记录进行匹配。MySQL 维护一个 GTID 执行状态表，记录已执行的 GTID 集合。恢复时，只对不在该集合中的 GTID 对应的事务进行应用。
3. 日志应用顺序：
   • MySQL 先应用 InnoDB 重做日志中的事务，以恢复崩溃前已提交事务对数据页的修改。然后，根据二进制日志中的 GTID 顺序，再次应用已提交事务，确保数据的一致性。MySQL 在应用二进制日志时，会按照 GTID 的顺序进行，保证事务按照正确顺序重新执行。

两者不同点

1. 恢复算法：
   • MariaDB 主要基于二进制日志和内存中的已应用 GTID 集合进行事务判断与应用。而 MySQL 除了二进制日志，还深度依赖 InnoDB 重做日志来确定事务状态，先处理重做日志，再结合二进制日志应用事务。
2. 日志应用顺序：
   • MariaDB 直接按照二进制日志顺序应用事务。MySQL 则是先应用 InnoDB 重做日志，然后按二进制日志顺序再次应用已提交事务，这种双阶段的日志应用方式与 MariaDB 有所不同。
3. GTID 记录方式：
   • MariaDB 使用 GTID 表记录已应用的 GTID 范围。MySQL 则是通过 GTID 执行状态表记录已执行的 GTID 集合，在具体的实现细节和数据结构上可能存在差异，这也影响了恢复过程中对 GTID 的查询和判断效率。