前言
數據庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)最大的區(qū)別在于數據庫能保證操作的原子性，一個操作要么不做要么都做，即使在數據庫宕機的情況下，也不會出現(xiàn)操作一半的情況，這個就需要數據庫的日志和一套完善的崩潰恢復機制來保證。本文仔細剖析了InnoDB的崩潰恢復流程，代碼基于5.6分支。
基礎知識
lsn: 可以理解為數據庫從創(chuàng)建以來產生的redo日志量，這個值越大，說明數據庫的更新越多，也可以理解為更新的時刻。此外，每個數據頁上也有一個lsn，表示最后被修改時的lsn，值越大表示越晚被修改。比如，數據頁A的lsn為100，數據頁B的lsn為200，checkpoint lsn為150，系統(tǒng)lsn為300，表示當前系統(tǒng)已經更新到300，小于150的數據頁已經被刷到磁盤上，因此數據頁A的最新數據一定在磁盤上，而數據頁B則不一定，有可能還在內存中。
redo日志: 現(xiàn)代數據庫都需要寫redo日志，例如修改一條數據，首先寫redo日志，然后再寫數據。在寫完redo日志后，就直接給客戶端返回成功。這樣雖然看過去多寫了一次盤，但是由于把對磁盤的隨機寫入(寫數據)轉換成了順序的寫入(寫redo日志)，性能有很大幅度的提高。當數據庫掛了之后，通過掃描redo日志，就能找出那些沒有刷盤的數據頁(在崩潰之前可能數據頁僅僅在內存中修改了，但是還沒來得及寫盤)，保證數據不丟。
undo日志: 數據庫還提供類似撤銷的功能，當你發(fā)現(xiàn)修改錯一些數據時，可以使用rollback指令回滾之前的操作。這個功能需要undo日志來支持。此外，現(xiàn)代的關系型數據庫為了提高并發(fā)(同一條記錄，不同線程的讀取不沖突，讀寫和寫讀不沖突，只有同時寫才沖突)，都實現(xiàn)了類似MVCC的機制，在InnoDB中，這個也依賴undo日志。為了實現(xiàn)統(tǒng)一的管理，與redo日志不同，undo日志在Buffer Pool中有對應的數據頁，與普通的數據頁一起管理，依據LRU規(guī)則也會被淘汰出內存，后續(xù)再從磁盤讀取。與普通的數據頁一樣，對undo頁的修改，也需要先寫redo日志。
檢查點: 英文名為checkpoint。數據庫為了提高性能，數據頁在內存修改后并不是每次都會刷到磁盤上。checkpoint之前的數據頁保證一定落盤了，這樣之前的日志就沒有用了(由于InnoDB redolog日志循環(huán)使用，這時這部分日志就可以被覆蓋)，checkpoint之后的數據頁有可能落盤，也有可能沒有落盤，所以checkpoint之后的日志在崩潰恢復的時候還是需要被使用的。InnoDB會依據臟頁的刷新情況，定期推進checkpoint，從而減少數據庫崩潰恢復的時間。檢查點的信息在第一個日志文件的頭部。
崩潰恢復: 用戶修改了數據，并且收到了成功的消息，然而對數據庫來說，可能這個時候修改后的數據還沒有落盤，如果這時候數據庫掛了，重啟后，數據庫需要從日志中把這些修改后的數據給撈出來，重新寫入磁盤，保證用戶的數據不丟。這個從日志中撈數據的過程就是崩潰恢復的主要任務，也可以成為數據庫前滾。當然，在崩潰恢復中還需要回滾沒有提交的事務，提交沒有提交成功的事務。由于回滾操作需要undo日志的支持，undo日志的完整性和可靠性需要redo日志來保證，所以崩潰恢復先做redo前滾，然后做undo回滾。
我們從源碼角度仔細剖析一下數據庫崩潰恢復過程。整個過程都在引擎初始化階段完成(
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