MySQL采用buffer機(jī)制，避免每次讀寫(xiě)進(jìn)行磁盤(pán)IO，提升效率：

• 《??緩沖池(buffer pool??)》
• 《??寫(xiě)緩沖(change buffer)??》
• 《??日志緩沖(log buffer)??》

MySQL的buffer一頁(yè)的大小是16K，文件系統(tǒng)一頁(yè)的大小是4K，也就是說(shuō)，MySQL將buffer中一頁(yè)數(shù)據(jù)刷入磁盤(pán)，要寫(xiě)4個(gè)文件系統(tǒng)里的頁(yè)。

如上圖所示，MySQL里page=1的頁(yè)，物理上對(duì)應(yīng)磁盤(pán)上的1+2+3+4四個(gè)格。

那么，問(wèn)題來(lái)了，這個(gè)操作并非原子，如果執(zhí)行到一半斷電，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題呢？

會(huì)，這就是所謂的“頁(yè)數(shù)據(jù)損壞”。

如上圖所示，MySQL內(nèi)page=1的頁(yè)準(zhǔn)備刷入磁盤(pán)，才刷了3個(gè)文件系統(tǒng)里的頁(yè)，掉電了，則會(huì)出現(xiàn)：重啟后，page=1的頁(yè)，物理上對(duì)應(yīng)磁盤(pán)上的1+2+3+4四個(gè)格，數(shù)據(jù)完整性被破壞。

畫(huà)外音：redo無(wú)法修復(fù)這類(lèi)“頁(yè)數(shù)據(jù)損壞”的異常，修復(fù)的前提是“頁(yè)數(shù)據(jù)正確”并且redo日志正常。

如何解決這類(lèi)“頁(yè)數(shù)據(jù)損壞”的問(wèn)題呢？

很容易想到的方法是，能有一個(gè)“副本”，對(duì)原來(lái)的頁(yè)進(jìn)行還原，這個(gè)存儲(chǔ)“副本”的地方，就是Double Write Buffer。

Double Write Buffer，但它與傳統(tǒng)的buffer又不同，它分為內(nèi)存和磁盤(pán)的兩層架構(gòu)。

畫(huà)外音：傳統(tǒng)的buffer，大部分是內(nèi)存存儲(chǔ);而DWB里的數(shù)據(jù)，是需要落地的。

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

• 第一步：頁(yè)數(shù)據(jù)先memcopy到DWB的內(nèi)存里；
• 第二步：DWB的內(nèi)存里，會(huì)先刷到DWB的磁盤(pán)上；
• 第三步：DWB的內(nèi)存里，再刷到數(shù)據(jù)磁盤(pán)存儲(chǔ)上；

畫(huà)外音：DWB由128個(gè)頁(yè)構(gòu)成，容量只有2M。

步驟2和步驟3要寫(xiě)2次磁盤(pán)，這就是“Double Write”的由來(lái)。

DWB為什么能解決“頁(yè)數(shù)據(jù)損壞”問(wèn)題呢？

假設(shè)步驟2掉電，磁盤(pán)里依然是1+2+3+4的完整數(shù)據(jù)。

畫(huà)外音：只要有頁(yè)數(shù)據(jù)完整，就能通過(guò)redo還原數(shù)據(jù)。

假如步驟3掉電，DWB里存儲(chǔ)著完整的數(shù)據(jù)。

所以，一定不會(huì)出現(xiàn)“頁(yè)數(shù)據(jù)損壞”問(wèn)題。

畫(huà)外音：寫(xiě)了2次，總有一個(gè)地方的數(shù)據(jù)是OK的。

自己實(shí)驗(yàn)了幾十次，仍沒(méi)能復(fù)現(xiàn)“頁(yè)數(shù)據(jù)損壞”，在網(wǎng)上找了一個(gè)“頁(yè)數(shù)據(jù)損壞”時(shí)，MySQL重啟過(guò)程利用DWB修復(fù)頁(yè)數(shù)據(jù)的圖。

可以看到，啟動(dòng)過(guò)程中：

• InnoDB檢測(cè)到上一次為異常關(guān)閉；
• 嘗試恢復(fù)ibd數(shù)據(jù)，失?。?/li>
• 從DWB中恢復(fù)寫(xiě)了一半的頁(yè)；

能夠通過(guò)DWB保證頁(yè)數(shù)據(jù)的完整性，但畢竟DWB要寫(xiě)兩次磁盤(pán)，會(huì)不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)性能急劇降低呢？

分析DWB執(zhí)行的三個(gè)步驟：

• 第一步，頁(yè)數(shù)據(jù)memcopy到DWB的內(nèi)存，速度很快；
• 第二步，DWB的內(nèi)存fsync刷到DWB的磁盤(pán)，屬于順序追加寫(xiě)，速度也很快；
• 第三步，刷磁盤(pán)，隨機(jī)寫(xiě)，本來(lái)就需要進(jìn)行，不屬于額外操作；

另外，128頁(yè)(每頁(yè)16K)2M的DWB，會(huì)分兩次刷入磁盤(pán)，每次最多64頁(yè)，即1M的數(shù)據(jù)，執(zhí)行也是非常之快的。

綜上，性能會(huì)有所影響，但影響并不大。

畫(huà)外音：

• write--ahead-log之所以性能高，就是因?yàn)轫樞蜃芳訉?xiě)；
• 有第三方測(cè)評(píng)，評(píng)估約10%性能損失；

更具體的，InnoDB里有兩個(gè)變量可以查看double write buffer相關(guān)的情況：

• Innodb_dblwr_pages_written：記錄寫(xiě)入DWB中頁(yè)的數(shù)量。
• Innodb_dblwr_writes：記錄DWB寫(xiě)操作的次數(shù)。

可以通過(guò)：

show global status like "%dblwr%"

來(lái)進(jìn)行查詢(xún)。

結(jié)尾

MySQL有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)安全性機(jī)制：

• 在異常崩潰時(shí)，如果不出現(xiàn)“頁(yè)數(shù)據(jù)損壞”，能夠通過(guò)redo恢復(fù)數(shù)據(jù)；
• 在出現(xiàn)“頁(yè)數(shù)據(jù)損壞”時(shí)，能夠通過(guò)double write buffer恢復(fù)頁(yè)數(shù)據(jù)；

double write buffer：

• 不是一個(gè)內(nèi)存buffer，是一個(gè)內(nèi)存/磁盤(pán)兩層的結(jié)構(gòu)，是InnoDB里On-Disk架構(gòu)里很重要的一部分；
• 是一個(gè)通過(guò)寫(xiě)兩次，保證頁(yè)完整性的機(jī)制；

知其然，知其所以然。

思路比結(jié)論重要，希望大家有收獲。