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MySQL的雙寫緩沖區(qū)Doublewrite Buffer詳解

更新時(shí)間：2023年07月12日 10:21:39 作者：碼農(nóng)BookSea

這篇文章主要介紹了MySQL的雙寫緩沖區(qū)Doublewrite Buffer詳解,InnoDB是MySQL中一種常用的事務(wù)性存儲(chǔ)引擎，它具有很多優(yōu)秀的特性,其中，Doublewrite Buffer是InnoDB的一個(gè)重要特性之一，本文將介紹Doublewrite Buffer的原理和應(yīng)用,需要的朋友可以參考下

為什么需要Doublewrite Buffer

我們常見的服務(wù)器一般都是Linux操作系統(tǒng)，Linux文件系統(tǒng)頁(yè)（OS Page）的大小默認(rèn)是4KB。而MySQL的頁(yè)（Page）大小默認(rèn)是16KB。

可以使用如下命令查看MySQL的Page大?。?/p>

SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_page_size';

一般情況下，其余程序因?yàn)樾枰僮飨到y(tǒng)交互，它們的頁(yè)（Page）都會(huì)大于等于操作系統(tǒng)的頁(yè)大小，為整數(shù)倍。比如，Oracle的Page大小為8KB。

MySQL程序是跑在Linux操作系統(tǒng)上的，需要跟操作系統(tǒng)交互，所以MySQL中一頁(yè)數(shù)據(jù)刷到磁盤，要寫4個(gè)文件系統(tǒng)里的頁(yè)。

需要注意的是，這個(gè)操作并非原子操作，比如我操作系統(tǒng)寫到第二個(gè)頁(yè)的時(shí)候，Linux機(jī)器斷電了，這時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)問題了。造成”頁(yè)數(shù)據(jù)損壞“。并且這種”頁(yè)數(shù)據(jù)損壞“靠 redo日志是無(wú)法修復(fù)的。

重做日志中記錄的是對(duì)頁(yè)的物理操作，而不是頁(yè)面的全量記錄，而如果發(fā)生partial page write（部分頁(yè)寫入）問題時(shí)，出現(xiàn)問題的是未修改過的數(shù)據(jù)，此時(shí)重做日志(Redo Log)無(wú)能為力。寫doublewrite buffer成功了，這個(gè)問題就不用擔(dān)心了。

Doublewrite Buffer的出現(xiàn)就是為了解決上面的這種情況，雖然名字帶了Buffer，但實(shí)際上Doublewrite Buffer是內(nèi)存+磁盤的結(jié)構(gòu)。

Doublewrite Buffer是一種特殊文件flush技術(shù)，帶給InnoDB存儲(chǔ)引擎的是數(shù)據(jù)頁(yè)的可靠性。它的作用是，在把頁(yè)寫到數(shù)據(jù)文件之前，InnoDB先把它們寫到一個(gè)叫doublewrite buffer（雙寫緩沖區(qū)）的共享表空間內(nèi)，在寫doublewrite buffer完成后，InnoDB才會(huì)把頁(yè)寫到數(shù)據(jù)文件的適當(dāng)?shù)奈恢?。如果在寫?yè)的過程中發(fā)生意外崩潰，InnoDB在稍后的恢復(fù)過程中在doublewrite buffer中找到完好的page副本用于恢復(fù)。

Doublewrite Buffer原理

如上圖所示，當(dāng)有頁(yè)數(shù)據(jù)要刷盤時(shí)：

頁(yè)數(shù)據(jù)先通過memcpy函數(shù)拷貝至內(nèi)存中的Doublewrite Buffer中；
Doublewrite Buffer的內(nèi)存里的數(shù)據(jù)頁(yè)，會(huì)fsync刷到Doublewrite Buffer的磁盤上，分兩次寫入磁盤共享表空間中(連續(xù)存儲(chǔ)，順序?qū)?，性能很?，每次寫1MB；
Doublewrite Buffer的內(nèi)存里的數(shù)據(jù)頁(yè)，再刷到數(shù)據(jù)磁盤存儲(chǔ).ibd文件上（離散寫）；

Doublewrite Buffer內(nèi)存結(jié)構(gòu)由128個(gè)頁(yè)（Page）構(gòu)成，大小是2MB。

Doublewrite Buffer磁盤結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)表空間上是128個(gè)頁(yè)（2個(gè)區(qū)，extend1和extend2），大小是2MB。

如果操作系統(tǒng)在將頁(yè)寫入磁盤的過程中發(fā)生了崩潰，在恢復(fù)過程中，InnoDB存儲(chǔ)引擎可以從共享表空間中的Double write中找到該頁(yè)的一個(gè)副本，將其復(fù)制到表空間文件，再應(yīng)用重做日志。

MySQL會(huì)檢查double writer的數(shù)據(jù)的完整性，如果不完整直接丟棄double write buffer內(nèi)容，重新執(zhí)行那條redo log，如果double write buffer的數(shù)據(jù)是完整的，用double writer buffer的數(shù)據(jù)更新該數(shù)據(jù)頁(yè)，跳過該redo log。

所以在正常的情況下，MySQL寫數(shù)據(jù)頁(yè)時(shí)，會(huì)寫兩遍到磁盤上，第一遍是寫到doublewrite buffer，第二遍是寫到真正的數(shù)據(jù)文件中，這就是“Doublewrite”的由來(lái)。

在數(shù)據(jù)庫(kù)異常關(guān)閉的情況下啟動(dòng)時(shí)，都會(huì)做數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)（redo）操作，恢復(fù)的過程中，數(shù)據(jù)庫(kù)都會(huì)檢查頁(yè)面是不是合法（校驗(yàn)等等），如果發(fā)現(xiàn)一個(gè)頁(yè)面校驗(yàn)結(jié)果不一致，則此時(shí)會(huì)用到雙寫這個(gè)功能。

我們可以通過如下命令來(lái)監(jiān)控Doublewrite Buffer工作負(fù)載：

show global status like '%dblwr%';

Doublewrite Buffer相關(guān)參數(shù)

innodb_doublewrite：Doublewrite Buffer是否啟用開關(guān)，默認(rèn)是開啟狀態(tài)，InnoDB將所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兩次，首先到雙寫緩沖區(qū)，然后到實(shí)際數(shù)據(jù)文件。
Innodb_dblwr_pages_written：記錄寫入到DWB中的頁(yè)數(shù)量。
Innodb_dblwr_writes：記錄DWB寫操作的次數(shù)。

總結(jié)

InnoDB Doublewrite Buffer是InnoDB的一個(gè)重要特性，用于保證MySQL數(shù)據(jù)的可靠性和一致性。它的實(shí)現(xiàn)原理是通過將要寫入磁盤的數(shù)據(jù)先寫入到Doublewrite Buffer中的內(nèi)存緩存區(qū)域，然后再寫入到磁盤的兩個(gè)不同位置，來(lái)避免由于磁盤損壞等因素導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或不一致的問題。Doublewrite Buffer對(duì)于保證MySQL數(shù)據(jù)的安全性和一致性具有重要意義。

到此這篇關(guān)于MySQL的雙寫緩沖區(qū)Doublewrite Buffer詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)MySQL的雙寫緩沖區(qū)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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