InnoDB关键特性之double write

# 脏页刷盘的风险

两次写的原理机制

　　一、解决问题

　　二、使用场景

　　三、doublewrite的工做流程

　　四、崩溃恢复

# doublewrite的反作用

　　一、监控doublewrite负载

　　二、关闭doublewrite场景

1、脏页刷盘风险

关于IO的最小单位：

　　一、数据库IO的最小单位是16K（MySQL默认，oracle是8K）

　　二、文件系统IO的最小单位是4K（也有1K的）

　　三、磁盘IO的最小单位是512字节

所以，存在IO写入致使page损坏的风险：

  

 

2、doublewrite：两次写

　　提升innodb的可靠性，用来解决部分写失败(partial page write页断裂)。

一、Double write解决了什么问题

　　一个数据页的大小是16K，假设在把内存中的脏页写到数据库的时候，写了2K忽然掉电，也就是说前2K数据是新的，后14K是旧的，那么磁盘数据库这个数据页就是不完整的，是一个坏掉的数据页。redo只能加上旧、校检完整的数据页恢复一个脏块，不能修复坏掉的数据页，因此这个数据就丢失了，可能会形成数据不一致，因此须要double write。

二、使用情景

　　当数据库正在从内存想磁盘写一个数据页是，数据库宕机，从而致使这个页只写了部分数据，这就是部分写失效，它会致使数据丢失。这时是没法经过重作日志恢复的，由于重作日志记录的是对页的物理修改，若是页自己已经损坏，重作日志也无能为力。

三、double write工做流程

 

　　doublewrite由两部分组成，一部分为内存中的doublewrite buffer，其大小为2MB，另外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。

　　一、当一系列机制触发数据缓冲池中的脏页刷新时，并不直接写入磁盘数据文件中，而是先拷贝至内存中的doublewrite buffer中；

　　二、接着从两次写缓冲区分两次写入磁盘共享表空间中(连续存储，顺序写，性能很高)，每次写1MB；

　　三、待第二步完成后，再将doublewrite buffer中的脏页数据写入实际的各个表空间文件(离散写)；(脏页数据固化后，即进行标记对应doublewrite数据可覆盖)

四、doublewrite的崩溃恢复

　　若是操做系统在将页写入磁盘的过程当中发生崩溃，在恢复过程当中，innodb存储引擎能够从共享表空间的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。

　　由于有副本因此也不担忧表空间中数据页是否损坏。

Q：为何log write不须要doublewrite的支持？

A：

　　由于redolog写入的单位就是512字节，也就是磁盘IO的最小单位，因此无所谓数据损坏。

 

3、doublewrite的反作用

一、double write带来的写负载

　　一、double write是一个buffer, 但其实它是开在物理文件上的一个buffer, 其实也就是file, 因此它会致使系统有更多的fsync操做, 而硬盘的fsync性能是很慢的, 因此它会下降mysql的总体性能。

　　二、可是，doublewrite buffer写入磁盘共享表空间这个过程是连续存储，是顺序写，性能很是高，(约占写的%10)，牺牲一点写性能来保证数据页的完整仍是颇有必要的。

二、监控double write工做负载

mysql> show global status like '%dblwr%'; +----------------------------+-------+
| Variable_name              | Value |
+----------------------------+-------+
| Innodb_dblwr_pages_written | 7     |
| Innodb_dblwr_writes        | 3     |
+----------------------------+-------+
2 rows in set (0.00 sec)

　　关注点：Innodb_dblwr_pages_written / Innodb_dblwr_writes

　　开启doublewrite后，每次脏页刷新必需要先写doublewrite，而doublewrite存在于磁盘上的是两个连续的区，每一个区由连续的页组成，通常状况下一个区最多有64个页，因此一次IO写入应该能够最多写64个页。

　　而根据以上系统Innodb_dblwr_pages_written与Innodb_dblwr_writes的比例来看，大概在3左右，远远还没到64(若是约等于64，那么说明系统的写压力很是大，有大量的脏页要往磁盘上写)，因此从这个角度也能够看出，系统写入压力并不高。

三、关闭double write适合的场景

　　一、海量DML

　　二、不害怕数据损坏和丢失

　　三、系统写负载成为主要负载

mysql> show variables like '%double%'; +--------------------+-------+
| Variable_name      | Value |
+--------------------+-------+
| innodb_doublewrite | ON    |
+--------------------+-------+
1 row in set (0.04 sec)

　　做为InnoDB的一个关键特性，doublewrite功能默认是开启的，可是在上述特殊的一些场景也能够视状况关闭，来提升数据库写性能。静态参数，配置文件修改，重启数据库。

四、为何没有把double write里面的数据写到data page里面呢？

　　一、double write里面的数据是连续的，若是直接写到data page里面，而data page的页又是离散的，写入会很慢。

　　二、double write里面的数据没有办法被及时的覆盖掉，致使double write的压力很大；短期内可能会出现double write溢出的状况。