Mysql - InnoDB三大特性之双写缓冲区（Double Write Buffer）

双写缓冲区是InnoDB的大特性之一，还有两个是 Buffer Pool简称BP、自适应Hash索引。doublewrite缓冲区是一个存储区，在该存储区中，在InnoDB将页面写入InnoDB数据文件中的适当位置之前，先从缓冲池中刷新页面。如果在页面写入过程中存在操作系统，存储子系统或意外的mysqld进程退出，则InnoDB可以在崩溃恢复期间从doublewrite缓冲区中找到页面的良好副本。

it_lihongmin

9333人浏览 · 2021-03-25 01:58:02

it_lihongmin · 2021-03-25 01:58:02 发布

双写缓冲区是InnoDB的三大特性之一，还有两个是 Buffer Pool简称BP、自适应Hash索引。doublewrite缓冲区是一个存储区，在该存储区中，InnoDB将页面写入InnoDB数据文件中的适当位置之前，先从缓冲池中刷新页面。如果在页面写入过程中存在操作系统，存储子系统或意外的mysqld进程退出，则InnoDB可以在崩溃恢复期间从doublewrite缓冲区中找到页面的良好副本。注意：系统恢复后，MySQL 可以根据redolog 进行恢复，而mysql在恢复的过程中是检查page的checksum，checksum就是pgae的最后事务号，发生partial page write 问题时，page已经损坏，找不到该page中的事务号，就无法恢复。

为什么需要双写？个人理解宏观上还是与InnoDB需要支持事务（ACID）特性有关，而底层的原因是为了解决Partial Write Page问题。

之前在分析Mysql - InnoDB引擎对事务ACID的实现原理分析时个人认为已经透彻的分析了事务的实现过程，而为了实现事务InnoDB引入了比较多的组件，设计的特别复杂，InnoDB级别包括：（行锁、临建锁、间隙锁）锁和加锁规则、MVCC、redo log、undo log、视图（Read View）。而官方文档也在隔离型和持久性上面明确指向了数据双写机制，如下图

InnoDB的页大小默认为16K，可以使用参数innodb_page_size设置，可设置的值有： 64KB，32KB，16KB（默认），8KB和4KB。并且在数据校验时也针对页进行计算，即他们是一个整个对待，包括把数据持久化到磁盘的操作。而计算机的硬件和操作系统在极端情况下（比如断电、系统崩溃）时，刚写入了4K或8K数据，那么就不能保证该操作的原子性，称为部分页面写问题（Partial Write Page）。

此时就引入了双写缓存区的机制，当发生极端情况时，可以从系统表空间的Double Write Buffer【磁盘上】进行恢复，下面是InnoDB的架构图、双写和恢复流程图。为了方便对比，将组件放在了相同的位置：

这样在极端情况下也能解决 Partial Write page问题了，但是如果我自己的系统本身数据要求没有那么高（比如日志数据库），这样的话毕竟双写是有一定的性能开销的。可以通过参数innodb_doublewrite = 0进行关闭，设置为1表示开启。官方认为，尽管需要写入两次数据，但是写缓冲区不需要两次的 io开销或操作，因为只需要调用一次操作系统的fsync() 就可以将批量数据顺序写入磁盘 -> 系统表空间的Double Write Buffer（如上图），这里是顺序写而不是随机写（性能可以保证），当然前提是配置刷盘策略参数innodb_flush_method为默认的O_DIRECT。其实还有一点就是真正提交的时候会使用组提交，我们可以用参数控制：binlog_group_commit_sync_delay：组提交执行fsync() 延迟的微妙数，延迟时间越长批量数据越多，磁盘io越少性能越高。binlog_group_commit_sync_no_delay_count：组提交执行fsync的批个数。

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