面试题：MariaDB中Binlog如何影响数据一致性

Question

请阐述在MariaDB中，Binlog的写入机制以及它是怎样对数据一致性产生影响的，比如在不同的事务隔离级别下，Binlog与数据一致性之间的关联是怎样的？

Answer 1

MariaDB中Binlog写入机制

1. 写入时机：
   • Binlog是在事务提交时写入的（默认情况下，可通过sync_binlog参数调整）。当一个事务执行完成并提交，相关的Binlog记录会被写入到Binlog文件中。
   • sync_binlog参数控制Binlog写入磁盘的频率。当sync_binlog = 0时，MySQL将Binlog写入操作系统缓存，由操作系统决定何时将缓存数据写入磁盘，这种方式性能最高，但如果系统崩溃，可能丢失Binlog记录。当sync_binlog = 1时，每次事务提交，MySQL都会将Binlog刷写到磁盘，确保数据不丢失，但这会对性能有一定影响。
2. 写入流程：
   • 事务执行过程中，相关的修改操作会先记录在Redolog（重做日志）中，Redolog是循环写，空间使用完可以覆盖旧的日志。
   • 当事务提交时，先将Redolog中的相关日志刷新到磁盘（这部分操作与Binlog写入密切相关，通过两阶段提交协议保证一致性）。然后，将Binlog写入到Binlog文件中。
   • Binlog是追加写，不会覆盖旧的日志，主要用于数据备份和主从复制。

Binlog对数据一致性的影响

1. 在不同事务隔离级别下的关联：
   • 读未提交（Read Uncommitted）：
     • 该隔离级别下，事务可以读取其他事务未提交的数据。在这种情况下，Binlog的写入与数据一致性关联较小，因为数据的可见性不受事务提交状态严格限制。可能会出现脏读现象，即一个事务读取到另一个未提交事务修改的数据，即使后续未提交事务回滚，该数据已被读取。但Binlog依然会在事务提交时正常写入，记录整个事务的修改操作，不过这对于防止脏读并没有直接作用。
   • 读已提交（Read Committed）：
     • 事务只能读取已提交事务的数据。在这种隔离级别下，Binlog的写入和数据一致性有更紧密的联系。每次事务提交时写入Binlog，记录已提交事务对数据的修改。由于事务只能读取已提交的数据，所以从Binlog恢复数据或者进行主从复制时，能保证数据的一致性，因为Binlog记录的都是已提交事务的操作，和读取数据的一致性原则相匹配。
   • 可重复读（Repeatable Read）：
     • 该隔离级别下，一个事务在执行过程中多次读取同一数据，其值是固定的，不受其他事务提交的影响。Binlog在事务提交时写入，对于数据一致性的影响主要体现在保证主从复制和数据恢复时的一致性。在可重复读隔离级别下，InnoDB存储引擎通过MVCC（多版本并发控制）机制实现数据的一致性读取。而Binlog记录的是实际的修改操作，在主从复制时，从库根据Binlog重放这些操作，能保持和主库一致的数据状态。
   • 串行化（Serializable）：
     • 事务是串行执行的，每个事务在执行时就像独占整个数据库一样。Binlog的写入严格按照事务提交的顺序，这对于数据一致性的保证最为严格。因为不存在并发事务干扰，Binlog记录的操作顺序就是事务实际执行的顺序，在数据恢复和主从复制时，能准确地重现数据修改过程，确保数据一致性。