MySQL Binlog详解
Binlog 简介MySQL中一般有以下几种日志：日志类型写入日志的信息错误日志记录在启动，运行或停止mysqld时遇到的问题通用查询日志记录建立的客户端连接和执行的语句二进制日志记录更改数据的语句中继日志从复制主服务器接收的数据更改慢查询日志记录所有执行时...
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Binlog 简介
MySQL中一般有以下几种日志：
| 日志类型 | 写入日志的信息 |
|---|---|
| 错误日志 | 记录在启动，运行或停止mysqld时遇到的问题 |
| 通用查询日志 | 记录建立的客户端连接和执行的语句 |
| 二进制日志 | 记录更改数据的语句 |
| 中继日志 | 从复制主服务器接收的数据更改 |
| 慢查询日志 | 记录所有执行时间超过 long_query_time 秒的所有查询或不使用索引的查询 |
| DDL日志（元数据日志） | 元数据操作由DDL语句执行 |
本文主要介绍二进制日志 binlog。
MySQL 的二进制日志 binlog 可以说是 MySQL 最重要的日志，它记录了所有的 DDL 和 DML 语句（除了数据查询语句select、show等），以事件形式记录，还包含语句所执行的消耗的时间，MySQL的二进制日志是事务安全型的。binlog 的主要目的是复制和恢复。
Binlog日志的两个最重要的使用场景
- MySQL主从复制：MySQL Replication在Master端开启binlog，Master把它的二进制日志传递给slaves来达到master-slave数据一致的目的
- 数据恢复：通过使用 mysqlbinlog工具来使恢复数据
启用 Binlog
注：笔者实验的MySQL版本为：5.7.22
一般来说开启binlog日志大概会有1%的性能损耗。
启用binlog，通过配置 /etc/my.cnf 或 /etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf 配置文件的 log-bin 选项：
在配置文件中加入 log-bin 配置，表示启用binlog，如果没有给定值，写成 log-bin=，则默认名称为主机名。（注：名称若带有小数点，则只取第一个小数点前的部分作为名称）
[mysqld]
log-bin=my-binlog-name
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也可以通过 SET SQL_LOG_BIN=1 命令来启用 binlog，通过 SET SQL_LOG_BIN=0 命令停用 binlog。启用 binlog 之后须重启MySQL才能生效。
常用的Binlog操作命令
# 是否启用binlog日志
show variables like 'log_bin';
查看详细的日志配置信息
show global variables like ‘%log%’;
mysql数据存储目录
show variables like ‘%dir%’;
查看binlog的目录
show global variables like “%log_bin%”;
查看当前服务器使用的biglog文件及大小
show binary logs;
查看主服务器使用的biglog文件及大小
查看最新一个binlog日志文件名称和Position
show master status;
事件查询命令
IN ‘log_name’ ：指定要查询的binlog文件名(不指定就是第一个binlog文件)
FROM pos ：指定从哪个pos起始点开始查起(不指定就是从整个文件首个pos点开始算)
LIMIT [offset,] ：偏移量(不指定就是0)
row_count ：查询总条数(不指定就是所有行)
show binlog events [IN ‘log_name’] [FROM pos] [LIMIT [offset,] row_count];
查看 binlog 内容
show binlog events;
查看具体一个binlog文件的内容 （in 后面为binlog的文件名）
show binlog events in ‘master.000003’;
设置binlog文件保存事件，过期删除，单位天
set global expire_log_days=3;
删除当前的binlog文件
reset master;
删除slave的中继日志
reset slave;
删除指定日期前的日志索引中binlog日志文件
purge master logs before ‘2019-03-09 14:00:00’;
删除指定日志文件
purge master logs to ‘master.000003’;
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写 Binlog 的时机
对支持事务的引擎如InnoDB而言，必须要提交了事务才会记录binlog。binlog 什么时候刷新到磁盘跟参数 sync_binlog 相关。
- 如果设置为0，则表示MySQL不控制binlog的刷新，由文件系统去控制它缓存的刷新；
- 如果设置为不为0的值，则表示每
sync_binlog次事务，MySQL调用文件系统的刷新操作刷新binlog到磁盘中。 - 设为1是最安全的，在系统故障时最多丢失一个事务的更新，但是会对性能有所影响。
如果 sync_binlog=0 或 sync_binlog大于1，当发生电源故障或操作系统崩溃时，可能有一部分已提交但其binlog未被同步到磁盘的事务会被丢失，恢复程序将无法恢复这部分事务。
在MySQL 5.7.7之前，默认值 sync_binlog 是0，MySQL 5.7.7和更高版本使用默认值1，这是最安全的选择。一般情况下会设置为100或者0，牺牲一定的一致性来获取更好的性能。
Binlog 文件以及扩展
binlog日志包括两类文件:
- 二进制日志索引文件（文件名后缀为.index）用于记录所有有效的的二进制文件
- 二进制日志文件（文件名后缀为.00000*）记录数据库所有的DDL和DML语句事件
binlog是一个二进制文件集合，每个binlog文件以一个4字节的魔数开头，接着是一组Events:
- 魔数：0xfe62696e对应的是0xfebin；
- Event：每个Event包含header和data两个部分；header提供了Event的创建时间，哪个服务器等信息，data部分提供的是针对该Event的具体信息，如具体数据的修改；
- 第一个Event用于描述binlog文件的格式版本，这个格式就是event写入binlog文件的格式；
- 其余的Event按照第一个Event的格式版本写入；
- 最后一个Event用于说明下一个binlog文件；
- binlog的索引文件是一个文本文件，其中内容为当前的binlog文件列表
当遇到以下3种情况时，MySQL会重新生成一个新的日志文件，文件序号递增：
- MySQL服务器停止或重启时
- 使用
flush logs命令； - 当 binlog 文件大小超过
max_binlog_size变量的值时；
max_binlog_size的最小值是4096字节，最大值和默认值是 1GB (1073741824字节)。事务被写入到binlog的一个块中，所以它不会在几个二进制日志之间被拆分。因此，如果你有很大的事务，为了保证事务的完整性，不可能做切换日志的动作，只能将该事务的日志都记录到当前日志文件中，直到事务结束，你可能会看到binlog文件大于 max_binlog_size 的情况。
Binlog 的日志格式
记录在二进制日志中的事件的格式取决于二进制记录格式。支持三种格式类型：
- STATEMENT：基于SQL语句的复制（statement-based replication, SBR）
- ROW：基于行的复制（row-based replication, RBR）
- MIXED：混合模式复制（mixed-based replication, MBR）
在 MySQL 5.7.7 之前，默认的格式是 STATEMENT，在 MySQL 5.7.7 及更高版本中，默认值是 ROW。日志格式通过 binlog-format 指定，如 binlog-format=STATEMENT、binlog-format=ROW、binlog-format=MIXED。
Statement
每一条会修改数据的sql都会记录在binlog中
优点：不需要记录每一行的变化，减少了binlog日志量，节约了IO, 提高了性能。
缺点：由于记录的只是执行语句，为了这些语句能在slave上正确运行，因此还必须记录每条语句在执行的时候的一些相关信息，以保证所有语句能在slave得到和在master端执行的时候相同的结果。另外mysql的复制，像一些特定函数的功能，slave与master要保持一致会有很多相关问题。
Row
5.1.5版本的MySQL才开始支持 row level 的复制,它不记录sql语句上下文相关信息，仅保存哪条记录被修改。
优点： binlog中可以不记录执行的sql语句的上下文相关的信息，仅需要记录那一条记录被修改成什么了。所以row的日志内容会非常清楚的记录下每一行数据修改的细节。而且不会出现某些特定情况下的存储过程，或function，以及trigger的调用和触发无法被正确复制的问题.
缺点:所有的执行的语句当记录到日志中的时候，都将以每行记录的修改来记录，这样可能会产生大量的日志内容。
注：将二进制日志格式设置为ROW时，有些更改仍然使用基于语句的格式，包括所有DDL语句，例如CREATE TABLE， ALTER TABLE，或 DROP TABLE。
Mixed
从5.1.8版本开始，MySQL提供了Mixed格式，实际上就是Statement与Row的结合。
在Mixed模式下，一般的语句修改使用statment格式保存binlog，如一些函数，statement无法完成主从复制的操作，则采用row格式保存binlog，MySQL会根据执行的每一条具体的sql语句来区分对待记录的日志形式，也就是在Statement和Row之间选择一种。
mysqlbinlog 命令的使用
服务器以二进制格式将binlog日志写入binlog文件，如何要以文本格式显示其内容，可以使用 mysqlbinlog 命令。
# mysqlbinlog 的执行格式
mysqlbinlog [options] log_file ...
# 查看bin-log二进制文件（shell方式）
mysqlbinlog -v --base64-output=decode-rows /var/lib/mysql/master.000003
# 查看bin-log二进制文件（带查询条件）
mysqlbinlog -v --base64-output=decode-rows /var/lib/mysql/master.000003
–start-datetime=“2019-03-01 00:00:00”
–stop-datetime=“2019-03-10 00:00:00”
–start-position=“5000”
–stop-position=“20000”
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设置日志格式为ROW时，在我的机器上输出了以下信息
/*!50530 SET @@SESSION.PSEUDO_SLAVE_MODE=1*/;
/*!50003 SET @OLD_COMPLETION_TYPE=@@COMPLETION_TYPE,COMPLETION_TYPE=0*/;
DELIMITER /*!*/;
# at 4
#190308 10:05:03 server id 1 end_log_pos 123 CRC32 0xff02e23d Start: binlog v 4, server v 5.7.22-log created 190308 10:05:03
# Warning: this binlog is either in use or was not closed properly.
# at 123
#190308 10:05:03 server id 1 end_log_pos 154 CRC32 0xb81da4c5 Previous-GTIDs
# [empty]
# at 154
#190308 10:05:09 server id 1 end_log_pos 219 CRC32 0xfb30d42c Anonymous_GTID last_committed=0 sequence_number=1 rbr_only=yes
/*!50718 SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED*//*!*/;
SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'ANONYMOUS'/*!*/;
# at 219
...
...
# at 21019
#190308 10:10:09 server id 1 end_log_pos 21094 CRC32 0x7a405abc Query thread_id=113 exec_time=0 error_code=0
SET TIMESTAMP=1552011009/*!*/;
BEGIN
/*!*/;
# at 21094
#190308 10:10:09 server id 1 end_log_pos 21161 CRC32 0xdb7a2b35 Table_map: `maxwell`.`positions` mapped to number 110
# at 21161
#190308 10:10:09 server id 1 end_log_pos 21275 CRC32 0xec3be372 Update_rows: table id 110 flags: STMT_END_F
### UPDATE `maxwell`.`positions`
### WHERE
### @1=1
### @2='master.000003'
### @3=20262
### @4=NULL
### @5='maxwell'
### @6=NULL
### @7=1552011005707
### SET
### @1=1
### @2='master.000003'
### @3=20923
### @4=NULL
### @5='maxwell'
### @6=NULL
### @7=1552011009790
# at 21275
#190308 10:10:09 server id 1 end_log_pos 21306 CRC32 0xe6c4346d Xid = 13088
COMMIT/*!*/;
SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'AUTOMATIC' /* added by mysqlbinlog */ /*!*/;
DELIMITER ;
# End of log file
/*!50003 SET COMPLETION_TYPE=@OLD_COMPLETION_TYPE*/;
/*!50530 SET @@SESSION.PSEUDO_SLAVE_MODE=0*/;
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截取其中的一段进行分析：
# at 21019
#190308 10:10:09 server id 1 end_log_pos 21094 CRC32 0x7a405abc Query thread_id=113 exec_time=0 error_code=0
SET TIMESTAMP=1552011009/*!*/;
BEGIN
/*!*/;
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上面输出包括信息：
- position: 位于文件中的位置，即第一行的（# at 21019）,说明该事件记录从文件第21019个字节开始
- timestamp: 事件发生的时间戳，即第二行的（#190308 10:10:09）
- server id: 服务器标识（1）
- end_log_pos 表示下一个事件开始的位置（即当前事件的结束位置+1）
- thread_id: 执行该事件的线程id （thread_id=113）
- exec_time: 事件执行的花费时间
- error_code: 错误码，0意味着没有发生错误
- type:事件类型Query
Binlog 事件类型
binlog 事件的结构主要有3个版本：
- v1: 在 MySQL 3.23 中使用
- v3: 在 MySQL 4.0.2 到 4.1 中使用
- v4: 在 MySQL 5.0 及以上版本中使用
现在一般不会使用MySQL5.0以下版本，所以下面仅介绍v4版本的binlog事件类型。binlog 的事件类型较多，本文在此做一些简单的汇总
| 事件类型 | 说明 |
|---|---|
| UNKNOWN_EVENT | 此事件从不会被触发，也不会被写入binlog中；发生在当读取binlog时，不能被识别其他任何事件，那被视为UNKNOWN_EVENT |
| START_EVENT_V3 | 每个binlog文件开始的时候写入的事件，此事件被用在MySQL3.23 – 4.1，MYSQL5.0以后已经被 FORMAT_DESCRIPTION_EVENT 取代 |
| QUERY_EVENT | 执行更新语句时会生成此事件，包括：create，insert，update，delete； |
| STOP_EVENT | 当mysqld停止时生成此事件 |
| ROTATE_EVENT | 当mysqld切换到新的binlog文件生成此事件，切换到新的binlog文件可以通过执行flush logs命令或者binlog文件大于 max_binlog_size 参数配置的大小； |
| INTVAR_EVENT | 当sql语句中使用了AUTO_INCREMENT的字段或者LAST_INSERT_ID()函数；此事件没有被用在binlog_format为ROW模式的情况下 |
| LOAD_EVENT | 执行LOAD DATA INFILE 语句时产生此事件，在MySQL 3.23版本中使用 |
| SLAVE_EVENT | 未使用 |
| CREATE_FILE_EVENT | 执行LOAD DATA INFILE 语句时产生此事件，在MySQL4.0和4.1版本中使用 |
| APPEND_BLOCK_EVENT | 执行LOAD DATA INFILE 语句时产生此事件，在MySQL4.0版本中使用 |
| EXEC_LOAD_EVENT | 执行LOAD DATA INFILE 语句时产生此事件，在MySQL4.0和4.1版本中使用 |
| DELETE_FILE_EVENT | 执行LOAD DATA INFILE 语句时产生此事件，在MySQL4.0版本中使用 |
| NEW_LOAD_EVENT | 执行LOAD DATA INFILE 语句时产生此事件，在MySQL4.0和4.1版本中使用 |
| RAND_EVENT | 执行包含RAND()函数的语句产生此事件，此事件没有被用在binlog_format为ROW模式的情况下 |
| USER_VAR_EVENT | 执行包含了用户变量的语句产生此事件，此事件没有被用在binlog_format为ROW模式的情况下 |
| FORMAT_DESCRIPTION_EVENT | 描述事件，被写在每个binlog文件的开始位置，用在MySQL5.0以后的版本中，代替了START_EVENT_V3 |
| XID_EVENT | 支持XA的存储引擎才有，本地测试的数据库存储引擎是innodb，所有上面出现了XID_EVENT；innodb事务提交产生了QUERY_EVENT的BEGIN声明，QUERY_EVENT以及COMMIT声明，如果是myIsam存储引擎也会有BEGIN和COMMIT声明，只是COMMIT类型不是XID_EVENT |
| BEGIN_LOAD_QUERY_EVENT | 执行LOAD DATA INFILE 语句时产生此事件，在MySQL5.0版本中使用 |
| EXECUTE_LOAD_QUERY_EVENT | 执行LOAD DATA INFILE 语句时产生此事件，在MySQL5.0版本中使用 |
| TABLE_MAP_EVENT | 用在binlog_format为ROW模式下，将表的定义映射到一个数字，在行操作事件之前记录（包括：WRITE_ROWS_EVENT，UPDATE_ROWS_EVENT，DELETE_ROWS_EVENT） |
| PRE_GA_WRITE_ROWS_EVENT | 已过期，被 WRITE_ROWS_EVENT 代替 |
| PRE_GA_UPDATE_ROWS_EVENT | 已过期，被 UPDATE_ROWS_EVENT 代替 |
| PRE_GA_DELETE_ROWS_EVENT | 已过期，被 DELETE_ROWS_EVENT 代替 |
| WRITE_ROWS_EVENT | 用在binlog_format为ROW模式下，对应 insert 操作 |
| UPDATE_ROWS_EVENT | 用在binlog_format为ROW模式下，对应 update 操作 |
| DELETE_ROWS_EVENT | 用在binlog_format为ROW模式下，对应 delete 操作 |
| INCIDENT_EVENT | 主服务器发生了不正常的事件，通知从服务器并告知可能会导致数据处于不一致的状态 |
| HEARTBEAT_LOG_EVENT | 主服务器告诉从服务器，主服务器还活着，不写入到日志文件中 |
Binlog 事件的结构
一个事件对象分为事件头和事件体，事件的结构如下：
+=====================================+
| event | timestamp 0 : 4 |
| header +----------------------------+
| | type_code 4 : 1 |
| +----------------------------+
| | server_id 5 : 4 |
| +----------------------------+
| | event_length 9 : 4 |
| +----------------------------+
| | next_position 13 : 4 |
| +----------------------------+
| | flags 17 : 2 |
| +----------------------------+
| | extra_headers 19 : x-19 |
+=====================================+
| event | fixed part x : y |
| data +----------------------------+
| | variable part |
+=====================================+
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如果事件头的长度是 x 字节，那么事件体的长度为 (event_length - x) 字节；设事件体中 fixed part 的长度为 y 字节，那么 variable part 的长度为 (event_length - (x + y)) 字节
Binlog Event 简要分析
从一个最简单的实例来分析Event，包括创建表，插入数据，更新数据，删除数据；
CREATE TABLE `test` (
`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`age` int(11) DEFAULT NULL,
`name` varchar(255) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
insert into test values(1,22,“小旋锋”);
update test set name=‘whirly’ where id=1;
delete from test where id=1;
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日志格式为STATEMENT，查看所有的Event
日志格式为ROW时是下面这样，可以发现又有一些不同
关于Event的分析，有需要可以查看参考文档进行推算。
参考文档
- MySQL 5.7参考手册.二进制日志
- MySQL Internals Manual.The Binary Log
- 朱小厮.MySQL Binlog解析
- 七把刀.MySQL binlog格式解析
- 散尽浮华.Mysql之binlog日志说明及利用binlog日志恢复数据操作记录
- MySql Binlog 初识
- MySQL5.7杀手级新特性：GTID原理与实战
- MySQL 5.7 基于 GTID 的主从复制实践
</article>
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