面试题：MariaDB 中 index 文件与 binlog 在数据恢复场景下的联系

Question

在 MariaDB 数据库中，如果发生故障需要进行数据恢复，index 文件和 binlog 分别在恢复过程中起到什么作用，它们之间是如何协同工作以确保数据一致性和完整性的？

Answer 1

index 文件的作用

1. 加速数据定位：index 文件（索引文件）在数据恢复中能帮助快速定位到需要恢复的数据页。通过索引结构（如 B - Tree 等），可以根据索引键快速找到对应的数据行在磁盘中的存储位置，这大大减少了全表扫描的开销，提高恢复效率。例如在恢复某张表的部分数据时，若该表有基于某个列的索引，利用索引就能快速定位到相关数据。
2. 维护数据结构：索引有助于在恢复过程中重建正确的数据组织结构。数据库中的表可能有多种索引类型，如主键索引、辅助索引等。恢复时，依据索引文件能保证数据按原有的逻辑结构进行重组，确保数据之间的关联关系正确恢复。比如外键约束对应的索引能确保关联表之间数据的一致性恢复。

binlog 的作用

1. 记录数据库更改：binlog（二进制日志）记录了数据库从正常运行到故障前所有的写操作，包括插入、更新、删除等。这些日志以一种顺序的、追加的方式记录，在恢复时，数据库可以重放这些日志来重新执行这些操作，从而使数据恢复到故障前的状态。例如，在故障前执行了一系列插入新订单数据的操作，binlog 会完整记录这些操作的细节，恢复时可以通过重放日志来重新插入这些订单数据。
2. 用于主从复制：在主从复制架构中，主库将 binlog 发送给从库，从库通过重放 binlog 来保持与主库的数据一致性。当主库发生故障恢复时，binlog 也用于确保从库能正确同步主库恢复后的最新状态。

协同工作机制

1. 崩溃恢复（Crash Recovery）：当 MariaDB 发生崩溃后重启，首先会进行崩溃恢复。InnoDB 存储引擎会利用其自身的日志机制（redo log 等）将未完成的事务回滚，并将已提交的事务重新应用，使数据库恢复到崩溃前的一致性状态。在此过程中，binlog 起到校验和补充的作用。redo log 恢复完成后，会与 binlog 进行对比，确保已提交事务的一致性。如果 binlog 中记录的事务在 redo log 恢复后状态不一致，会根据 binlog 进行修正，以保证最终数据的一致性。
2. 基于时间点恢复（Point - in - Time Recovery, PITR）：如果需要进行 PITR，即恢复到某个特定的时间点，binlog 就起着关键作用。首先，从备份中恢复数据到某个时间点，这可能是最近的一次全量备份加上后续的增量备份。然后，通过重放备份之后生成的 binlog，将数据库恢复到指定的时间点。在这个过程中，index 文件保证数据在重放 binlog 操作时能快速准确地定位和更新，确保每次操作都能正确影响到相应的数据，从而保证数据的完整性和一致性。