(五)innodb关键特性之两次写(double Write)

た入场券 2022-12-23 06:44 114阅读 0赞

InnoDB存储引擎的关键特性包括：

*  插入缓冲(Insert Buffer)
 *  两次写(double Write)
 *  自适应哈希索引(Adaptive Hash Index)
 *  异步IO(Async IO)
 *  刷新邻接页(Flush Neighbor Page)

###### 1. 应用场景 ######

如果说Insert Buffer带给InnoDB存储引擎的是性能上的提升，那么double Write带给InnoDB存储引擎的是数据页的可靠性。当发生数据库宕机时，可能InnoDB存储引擎正在写入某个页到表中，而这个页只写了一部分，比如16K的页，只写了前4KB，之后发生了宕机，这种情况被称为部分写失效（ partial page write ），从而导致数据丢失。

大家也许会问，难道我不可以根据redo log进行数据恢复吗？答案是看情况，分为两种情况：1、数据库宕机，物理文件完好无损，是可以通过redo log进行崩溃恢复。2、数据库宕机，正在刷新到磁盘的页发生partial page write，而正好在磁盘上的这个数据页由于宕机发生损坏，这时就无法通过redo log进行数据恢复了，为什么？我们必须要清楚的认识到，redo log里记录的是对页的物理操作！比如一条redo记录"page number xx，偏移量 800 写记录 “this is abc”"，那当页损坏时，这条redo记录还有意义吗？于是在这种特殊情况下，doublewrite就派上用场啦！

###### 2. double Write工作流程 ######

doublewrite由两部分组成，一部分为内存中的doublewrite buffer，其大小为2MB，另一部分是磁盘上共享表空间（ibdata x）中连续的128个页，即2个区（extent），大小也是2M。doublewrite工作流程如下：

1.  当一系列机制（main函数触发、checkpoint等）触发数据缓冲池中的脏页进行刷新时，并不直接写磁盘，而是会通过memcpy函数将脏页先复制到内存中的doublewrite buffer,之后通过doublewrite buffer再分两次、每次1MB顺序写入共享表空间的物理磁盘上。
2.  马上调用fsync函数，同步脏页进磁盘。由于在这个过程中，doublewrite页的存储时连续的，因此写入磁盘为顺序写，性能很高；完成doublewrite后，再将脏页写入实际的各个表空间文件，这时写入就是离散的了。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1MzcxMzIz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

查看doublewrite工作情况，可以执行命令：

mysql> show global status like 'innodb_dblwr%'\G
    *************************** 1. row ***************************
    Variable_name: Innodb_dblwr_pages_written
            Value: 61932183
    *************************** 2. row ***************************
    Variable_name: Innodb_dblwr_writes
            Value: 15237891
    2 rows in set (0.00 sec)

以上数据显示，doublewrite一共写了 61932183个页，一共写了15237891次，从这组数据我们可以分析，之前讲过在开启doublewrite后，每次脏页刷新必须要先写doublewrite，而doublewrite存在于磁盘上的是两个连续的区，每个区由连续的页组成，一般情况下一个区最多有64个页，所以一次IO写入应该可以最多写64个页。而根据以上我这个系统Innodb\_dblwr\_pages\_written与Innodb\_dblwr\_writes的比例来看，大概在4左右，远远还没到64，所以从这个角度也可以看出，系统写入压力并不高。

参数skip\_innodb\_doublewrite可以禁止使用doublewrite功能。

###### 3. 崩溃恢复 ######

如果操作系统在将页写入磁盘的过程中发生崩溃，在恢复过程中，innodb存储引擎可以从共享表空间的doublewrite中找到该页的一个最近的副本，将其复制到表空间文件，再应用redo log，就完成了恢复过程。因为有副本所以也不担心表空间中数据页是否损坏。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1MzcxMzIz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221120/aec62eebb60148fe9f124dfd0e0e3b22.png