MySQL-InnoDB CheckPoint技术

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作者：刘仁鹏
参考资料：《MySQL技术内幕：InnoDB存储引擎》

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1.Write Ahead Log策略

• Write-Ahead Log (WAL 预写式日志)：对数据文件的修改（它们是表和索引的载体）必须是只能发生在这些修改已经记录了日志之后，也就是说，在描述这些变化的日志记录冲刷到永久存储器之后
• 这是事务ACID中D（Durability持久性）的要求

2.CheckPoint的目的

1.缩短数据库的恢复时间

• 当数据库宕机时，数据库不需要重做所有日志，因为CheckPoint之前的页都已经刷新回磁盘。只需对CheckPoint后的重做日志进行恢复，从而缩短恢复时间

2.缓冲池不够用时，将脏页刷新到磁盘

• 当缓存池不够用时，LRU算法会溢出最近最少使用的页，若此页为脏页，会强制执行CheckPoint，将该脏页刷回磁盘

3.重做日志不可用时，刷新脏页

• 不可用是因为对重做日志的设计是循环使用的。重做日志可以被重用的部分，是指当数据库进行恢复操作时不需要的部分。若此时这部分重做日志还有用，将强制执行CheckPoint，将缓冲池的页至少刷新到当前重做日志的位置

3.CheckPoint做的事

• 将缓存池中的脏页刷回磁盘

4.LSN（Log Sequence Number）

• LSN是用来标记版本的
• LSN是8字节的数字
• 每个页有LSN，重做日志也有LSN，CheckPoint也有LSN

5.CheckPoint的种类

1.Sharp CheckPoint

• 发生在数据库关闭时，会将所有的脏页刷回磁盘

2.Fuzzy CheckPoint

• 为提高性能，数据库运行时使用Fuzzy CheckPoint进行页的刷新，即只刷新一部分脏页
• Fuzzy CheckPoint的种类：

1. Master Thread CheckPoint

• 差不多以每秒或每十秒的速度，从缓存池脏页列表中刷新一定比例的页，且此过程是异步的，因此不会阻塞其他操作

2. FLUSH_LRU_LIST CheckPoint

• 因为InnoDB需要保证LRU列表中有一定数量的空闲页可使用，倘若不满足该条件，则会将LRU列表尾端的页移除，若这些页中有脏页，则会进行CheckPoint
• 该检查被放在一个单独的Page Cleaner线程中进行
• 用户可以通过innodb_lru_scan_depth控制LRU列表的可用页数量，默认为1024

3. Async/Sync Flush CheckPoint

• 当重做日志文件不可用的情况下，会强制将一些页刷回磁盘
• Async/Sync Flush CheckPoint是为了重做日志的循环使用的可用性
• 简单来说，Async发生在要刷回磁盘的脏页较少的情况下，Sync发生在要刷回磁盘的脏页很多时。具体公式略过
• 这部分操作放入到了Page Cleaner线程中执行，不会阻塞用户操作

4. Dirty Page too much CheckPoint

• 是指当脏页比例太多，会导致InnoDB存储引擎强制执行CheckPoint
• 目的根本上还是为了保证缓冲池中有足够可用的页
• 比例可由参数innodb_max_dirty_pages_pct控制。若该值为75，表示当缓冲池中脏页占据75%时，强制CheckPoint