一条update语句在进入数据库以后都经历了什么

在关系型数据库（如 MySQL、PostgreSQL 等）中，执行一条UPDATE
语句的过程涉及多个步骤，涉及到数据库的查询处理、事务管理、日志记录、数据存储等多个方面。下面详细描述一条UPDATE
语句在进入数据库后的执行过程。

1.SQL 语句解析

步骤 1：SQL 解析

• 首先，UPDATE
  语句会经过数据库的SQL 解析器，其目的是对 SQL 语句进行语法分析和语义分析。数据库会检查UPDATE
  语句的结构是否符合 SQL 的语法规范，并且确定UPDATE
  语句中的表、字段、条件是否存在。
• 解析器会将 SQL 语句转换成一个查询树（query tree）或查询计划（query plan），它是数据库对执行该语句的内部表示。

步骤 2：查询优化

• SQL 查询会进入查询优化器，优化器会分析不同的执行路径（如索引扫描、全表扫描等），并选择一个最优的执行计划。优化器考虑多个因素，如表的大小、索引的使用、统计信息等，以选择最有效的执行方式。
• 对于UPDATE
  语句，优化器需要决定如何高效地定位需要更新的记录，并确定使用何种方法来修改数据。

2.执行计划生成与执行

步骤 3：执行计划生成

• 基于优化器选择的执行计划，数据库生成一个具体的执行步骤。这可能包括：

  • 定位数据
    ：确定如何根据WHERE
    子句定位需要更新的记录（可能是基于索引或全表扫描）。
  • 计算结果
    ：根据SET
    子句，确定需要更新的字段及其新的值。

步骤 4：锁定相关行

• 在进行数据修改前，数据库会对符合WHERE
  子句条件的行进行锁定。锁定的目的是确保在事务执行期间，这些数据不会被其他事务修改（保证事务的隔离性）。
• 锁定的类型通常是行锁（在支持行级锁的数据库中，如 InnoDB）或者表锁（对于一些简单的存储引擎，可能会使用表级锁）。

步骤 5：读取数据（缓存/磁盘）

• 数据库会读取满足条件的行，并将其加载到缓冲区。对于较小的表，这个过程可能在内存中完成；对于较大的表，数据库可能需要从磁盘读取数据。
• 如果数据库使用缓存（如 MySQL 的 InnoDB 存储引擎有缓冲池），更新操作会在内存中的数据页（page）上进行，而不是直接在磁盘上操作。

3.事务日志记录

步骤 6：生成 Undo Log 和 Redo Log
在数据库执行UPDATE
语句时，两个关键的日志文件：Undo Log 和Redo Log 会被更新。

• Undo Log
  ：在执行数据更新前，数据库会记录该行的原始数据（即更新前的值）。这为事务回滚提供了信息。即使事务没有提交，如果发生了回滚，Undo Log 会使得数据恢复到原始状态。
• Redo Log
  ：在执行数据修改时，数据库会将更新的内容记录到 Redo Log 中。Redo Log 主要用于在数据库崩溃后恢复已提交的事务。它记录的是事务修改后的数据（即数据页的实际内容）。

4.更新数据

步骤 7：执行数据修改

• 数据库会修改内存中的数据页或数据记录，按照SET
  子句的要求更新字段的值。此时，数据库修改的数据页已经改变，数据从缓存或内存中更新。
• 如果数据不在缓存中，数据库会将其从磁盘读取到内存，然后进行更新操作。

5.写入日志

步骤 8：写入日志

• 在 InnoDB 或类似的存储引擎中，事务的更改并不会立即写入磁盘。首先，修改的内容会被写入内存中的数据页，并且相关的修改会记录到Redo Log 中。Redo Log 确保即使数据库崩溃，事务也能被恢复。
• 完成UPDATE
  操作后，undo log 和redo log 会被写入日志文件，保证数据库的持久性（Durability）。

6.提交事务

步骤 9：事务提交与提交确认

• 如果UPDATE
  语句属于一个事务，当该事务成功执行完后，会执行commit
  操作。commit
  会使得所有修改在数据库中持久化。
• 在提交时，redo log
  会确保即使系统崩溃，所有提交的数据都能恢复。undo log
  会被丢弃，表示事务已经完成，回滚不再需要。

7.更新磁盘数据（写回）

步骤 10：数据刷盘

• 数据最终会从内存中的缓冲区被写入磁盘，这个过程通常是延迟的，采用写时复制（Write-Ahead Logging） 或脏页刷新 等技术。
• 数据页会在适当的时机（通常是缓冲区满了或事务提交时）被写回磁盘。

8.二进制日志（Binlog）

步骤 11：记录到 Binlog

• 如果数据库启用了二进制日志（binlog
  ），UPDATE
  语句也会被记录到binlog
  中。binlog
  记录了数据库的每一次修改，通常是通过事件日志 或行日志 记录。binlog
  主要用于数据复制和增量备份，确保数据可以被同步到从库或恢复到某个时间点。

总结

一条UPDATE
语句在进入数据库后，会经历以下几个主要步骤：

1. SQL 解析
   ：数据库检查语法和语义，生成执行计划。
2. 执行计划生成与执行
   ：查询优化器选择最优路径，数据库锁定数据行并读取相关数据。
3. 日志记录
   ：生成 Undo Log 和 Redo Log，确保事务的原子性、一致性、持久性。
4. 数据更新
   ：修改内存中的数据页（或缓存中的数据）并记录修改。
5. 事务提交
   ：事务提交时，日志同步写入，确保数据持久化。
6. 数据刷盘
   ：将修改写回磁盘，完成最终数据更新。
7. 二进制日志（Binlog）记录
   ：如果启用了binlog
   ，记录该更新操作，以支持数据复制和增量备份。

在整个过程中，事务日志（如 Undo Log 和 Redo Log）是确保数据库在崩溃或故障后能够恢复的关键，而二进制日志则用于数据复制和备份恢复。