我很理解MySQL中的double write

本篇文章為大家展示了我很理解MySQL中的double write，內容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。

    MySQL里的double write是InnoDB的三大閃亮特性，另外兩個是insert buffer 和自適應哈希，其實還有幾個比如異步IO，Flush neighbour Page(刷新鄰接頁），這個和系統層面的關聯性較高，所以三大亮點還是更有針對性的。

   當然一說到MySQL里的double write,其實主要是要應對一個很自然的問題，那就是partial write。

經典的partial write問題

   這個問題比較經典，很多數據庫設計中都需要考慮到這樣一個臨界點的問題，MySQL中的頁是16k,數據的校驗是按照這個為單位進行的，而操作系統層面的數據單位肯定達不到16k,比如是4k,那么一旦發生斷電的時候，只保留了部分寫入，如果是Oracle DBA一般對此都會很淡定，說用redo來恢復嘛，但是可能我們被屏蔽了一些細節，MySQL在恢復的過程中一個基準是檢查page的checksum，也就是page的最后事務號，發生這種partial page write 的問題時，因為page已經損壞，所以就無法定位到page中的事務號，所以這個時候redo就無法直接恢復。

   由此引申一點，partial write的問題在Oracle中肯定也會存在，但是只是Oracle替我們把這個過程平滑的做好了。其中有設計的差異，還有恢復技術的差別。但是無論如何這個問題都不會繞過去，還得解決。

   所以這一類問題，如果討論起來，那可以討論很長時間，可以把體系結構里的方方面面拿出來分析，做對比。

簡單分析double write問題

   對此我畫了一個相對簡陋的圖，也歡迎大家提出改進建議。

    總體來說，double write buffer就是一種緩沖緩存技術，主要的設計就是為了防止數據在斷電，異常情況下丟失數據。里面有幾個點需要注意的就是，數據在buffer pool中修改后成了臟頁，這個過程會產生binglog記錄和redo記錄，當然數據寫入數據文件是一個異步的工作，如果細看，在共享表空間（system tablespace）中會存在一個2M的空間，分為2個單元，一共128個頁，其中120個用于批量刷臟數據，另外8個用于Single Page Flush。根據阿里同學的分析主要是做區分是因為批量刷臟是后臺線程做的，這樣不影響前臺線程。而Single page flush是用戶線程發起的，需要盡快的刷臟并替換出一個空閑頁出來。所以不是一個嚴格的64+64的拆分。

       而數據刷新的過程，是先使用memcopy把臟數據復制到內存中的double write buffer,分兩次寫完，每次寫1MB到共享表空間，然后就是調用fsync來同步到磁盤。這里有一點需要注意的是，這個刷新到共享表空間的過程，雖然是兩次，但是是順序寫，所以開銷不會很大，也就不會像大家想象的double write性能可能很差，根據Percona的測試，大概也就是5%左右的差別，數據重要還是性能更重要，這是一個基本的命題。當然后續會再寫入對應的表空間文件中，這個過程就是隨機寫，性能開銷就會大一些。所以在早些時候是用SSD的時候很多人也會帶有如此的顧慮，順序寫還是隨機寫。

    當然double write這么設計就是全面為了作為恢復而用，要不這么大張旗鼓就不值得了。這個圖來源于 http://blog.csdn.net/renfengjun/article/details/41541809

  我覺得已經說得很明白了，就直接引用過來了。

   可以看到里面的一個中心詞就是checksum,如果出現了partil write的時候，比如斷電，那么兩次寫的過程中，很可能page是不一致的，這樣checksum校驗就很可能出現問題，而出現問題的時候，因為有了前期寫入共享表空間的頁信息，所以就可以重構出頁的信息重新寫入。

double write的另外一個作用

    double write其實還有一個特點，就是將數據從double write buffer寫到真正的segment中的時候, 系統會自動合并連接空間刷新的方式, 這樣一來每次就可以刷新多個pages，提高效率。

比如下面的環境，我們可以根據show status的結果來得到一個基本的合并頁的情況。

> show status like '%dbl%';  

| Variable_name              | Value    |

| Innodb_dblwr_pages_written | 23196544 |
| Innodb_dblwr_writes        | 4639373  |
通過InnoDB_dblwr_pages_written/InnoDB_dblwr_writes  就可以得到，通過指標也可基本看明白。
   

Percona中的double write改進

   當然對于double write，在Percona中也在持續改進，在Percona 5.7版本中做了一個改進，你可以看到一個新的參數，innodb_parallel_doublewrite_path

| innodb_parallel_doublewrite_path | xb_doublewrite |在系統層面，也會存在一個30的一個文件對應。

-rw-r----- 1 mysql mysql 31457280 Mar 28 17:54 xb_doublewrite也就是并行double write,關于這個特性的詳細描述和測試，可以參考。https://www.percona.com/blog/2016/05/09/percona-server-5-7-parallel-doublewrite/?utm_source=tuicool&utm_medium=referral

里面提供了很多詳細測試的對比和分析。當然MariaDB,Facebook,Aurora也有一些自己的實現方式和考慮，這個限于精力，還沒有細細測試分析。

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