1 LSN 概述

LSN(log sequence number)是日志的逻辑序列号，在innodb存储引擎中，lsn占用8个字节。LSN的值会随着日志的写入而逐渐增大。 LSN 类似与Oracle 数据库SCN 的概念。

根据LSN，可以获取到如下信息：

1. 数据页的版本信息。
2. 写入的日志总量，通过LSN开始号码和结束号码可以计算出写入的日志量。
3. 可知道检查点的位置。

LSN不仅存在于redo log中，还存在于数据页中，在每个数据页的头部FILE_HEADER部分，有一个FIL_PAGE_LSN,记录了该数据页最后被修改的日志序列位置。数据页中还存在FIL_PAGE_FILE_FLUSH_LSN（只存在于共享表空间 ，独立表空间中该值为0。该值代表了数据页的文件至少被更新到的位置）。

通过数据页中的LSN值和redo log中的LSN值比较，如果页中的LSN值小于redo log中LSN值，则表示数据丢失了一部分，这时候可以通过redo log的记录来恢复到redo log中记录的LSN值时的状态。

redo log的LSN信息可以通过 show engine innodb status 命令来查看。

mysql> show engine innodb status /G
……
---
LOG
---
Log sequence number 2661403
Log flushed up to   2661403
Pages flushed up to 2661403
Last checkpoint at  2661394
0 pending log flushes, 0 pending chkp writes
12 log i/o's done, 0.00 log i/o's/second
……

其中：

1. log sequence number: 当前的redo log(in buffer)中的lsn；
2. log flushed up to: 刷到redo log file on disk中的lsn；
3. pages flushed up to: 已经刷到磁盘数据页上的LSN；
4. last checkpoint at: 上一次检查点所在位置的LSN。

2 LSN 的变化过程

innodb从执行修改语句开始：

1. 首先修改内存中的数据页，并在数据页中记录LSN，暂且称之为data_in_buffer_lsn；
2. 并且在修改数据页的同时(几乎是同时)向redo log in buffer中写入redo log，并记录下对应的LSN，暂且称之为redo_log_in_buffer_lsn；
3. 写完buffer中的日志后，当触发了日志刷盘的几种规则时，会向redo log file on disk刷入重做日志，并在该文件中记下对应的LSN，暂且称之为redo_log_on_disk_lsn；
4. 数据页不可能永远只停留在内存中，在某些情况下，会触发checkpoint来将内存中的脏页(数据脏页和日志脏页)刷到磁盘，所以会在本次checkpoint脏页刷盘结束时，在redo log中记录checkpoint的LSN位置，暂且称之为checkpoint_lsn。
5. 要记录checkpoint所在位置很快，只需简单的设置一个标志即可，但是刷数据页并不一定很快，例如这一次checkpoint要刷入的数据页非常多。也就是说要刷入所有的数据页需要一定的时间来完成，中途刷入的每个数据页都会记下当前页所在的LSN，暂且称之为data_page_on_disk_lsn。

上图中，从上到下的横线分别代表：http://www.cndba.cn/dave/article/4682

1. 时间轴、
2. buffer中数据页中记录的LSN(data_in_buffer_lsn)、
3. 磁盘中数据页中记录的LSN(data_page_on_disk_lsn)、
4. buffer中重做日志记录的LSN(redo_log_in_buffer_lsn)、
5. 磁盘中重做日志文件中记录的LSN(redo_log_on_disk_lsn)
6. 检查点记录的LSN(checkpoint_lsn)。

假设在最初时(12:0:00)所有的日志页和数据页都完成了刷盘，也记录好了检查点的LSN，这时它们的LSN都是完全一致的。

假设此时开启了一个事务，并立刻执行了一个update操作，执行完成后，buffer中的数据页和redo log都记录好了更新后的LSN值，假设为110。

http://www.cndba.cn/dave/article/4682

这时候如果执行 show engine innodb status 查看各LSN的值，即图中①处的位置状态，结果会是：

log sequence number(110) > log flushed up to(100) = pages flushed up to = last checkpoint at

之后又执行了一个delete语句，LSN增长到150。等到12:00:01时，触发redo log刷盘的规则(其中有一个规则是 innodb_flush_log_at_timeout 控制的默认日志刷盘频率为1秒)，这时redo log file on disk中的LSN会更新到和redo log in buffer的LSN一样，所以都等于150。

这时 show engine innodb status ，即图中②的位置，结果将会是：

log sequence number(150) = log flushed up to > pages flushed up to(100) = last checkpoint at

再之后，执行了一个update语句，缓存中的LSN将增长到300，即图中③的位置。http://www.cndba.cn/dave/article/4682

假设随后检查点出现，即图中④的位置，正如前面所说，检查点会触发数据页和日志页刷盘，但需要一定的时间来完成，所以在数据页刷盘还未完成时，检查点的LSN还是上一次检查点的LSN，但此时磁盘上数据页和日志页的LSN已经增长了，即：

log sequence number > log flushed up to 和 pages flushed up to > last checkpoint at

但是log flushed up to和pages flushed up to的大小无法确定，因为日志刷盘可能快于数据刷盘，也可能等于，还可能是慢于。

但是checkpoint机制有保护数据刷盘速度是慢于日志刷盘的：当数据刷盘速度超过日志刷盘时，将会暂时停止数据刷盘，等待日志刷盘进度超过数据刷盘。http://www.cndba.cn/dave/article/4682

等到数据页和日志页刷盘完毕，即到了位置⑤的时候，所有的LSN都等于300。

随着时间的推移到了12:00:02，即图中位置⑥，又触发了日志刷盘的规则，但此时buffer中的日志LSN和磁盘中的日志LSN是一致的，所以不执行日志刷盘，即此时 show engine innodb status 时各种lsn都相等。http://www.cndba.cn/dave/article/4682

随后执行了一个insert语句，假设buffer中的LSN增长到了800，即图中位置⑦。此时各种LSN的大小和位置①时一样。

随后执行了提交动作，即位置⑧。默认情况下，提交动作会触发日志刷盘，但不会触发数据刷盘，所以 show engine innodb status 的结果是：

log sequence number = log flushed up to > pages flushed up to = last checkpoint athttp://www.cndba.cn/dave/article/4682http://www.cndba.cn/dave/article/4682

最后随着时间的推移，检查点再次出现，即图中位置⑨。但是这次检查点不会触发日志刷盘，因为日志的LSN在检查点出现之前已经同步了。假设这次数据刷盘速度极快，快到一瞬间内完成而无法捕捉到状态的变化，这时 show engine innodb status 的结果将是各种LSN相等。