InnoDB之Dirty Page、Redo log

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在InnoDB中，buffer pool里面的dirty page一方面可以加快数据处理速度，同时也会造成数据的不一致(RAM vs DISK)。本文介绍了dirty page是如何产生，以及InnoDB如何利用redo log如何消除dirty page产生的数据不一致。

1. 当事务(Transaction)需要修改某条记录（row）时，InnoDB需要将该数据所在的page从disk读到buffer pool中，事务提交后，InnoDB修改page中的记录(row)。这时buffer pool中的page就已经和disk中的不一样了，我们称buffer pool中的page为dirty page。Dirty page等待flush到disk上。
   
   
2. dirty page既然是在Buffer pool中，那么如果系统突然断电Dirty page中的数据修改是否会丢失？这个担心是很有必要的，例如如果一个用户完成一个操作（数据库完成了一个事务，page已经在buffer pool中修改，但dirty page尚未flush），这时系统断电，buffer pool数据全部消失。那么，这个用户完成的操作（导致的数据库修改）是否会丢失呢？答案是不会(innodb_flush_log_at_trx_commit=1)。这就是redo log要做的事情，在disk上记录更新。
3. redo log在每次事务commit的时候，就立刻将事务更改操作记录到redo log。所以即使buffer pool中的dirty page在断电时丢失，InnoDB在启动时，仍然会根据redo log中的记录完成数据恢复。
4. redo log的另一个作用是，通过延迟dirty page的flush最小化磁盘的random writes。（redo log会合并一段时间内TRX对某个page的修改）
   
5. 正常情况下，dirty page什么时候flush到disk上？
   1).redo log是一个环(ring)结构，当redo空间占满时，将会将部分dirty page flush到disk上，然后释放部分redo log。这种情况可以通过Innodb_log_wait(SHOW GLOBAL STATUS)观察，情况发生该计数器会自增一次。
   2).当需要在Buffer pool分配一个page，但是已经满了，并且所有的page都是dirty的（否则可以释放不dirty的page），通常是不会发生的。这时候必须flush dirty pages to disk。这种情况将会记录到Innodb_buffer_pool_wait_free中。一般地，可以可以通过启动参数innodb_max_dirty_pages_pct控制这种情况，当buffer pool中的dirty page到达这个比例的时候，将会强制设定一个checkpoint，并把dirty page flush到disk中。
   3).检测到系统空闲的时候，会flush，每次64 pages。
6. 涉及的InnoDB配置参数：innodb_flush_log_at_trx_commit、innodb_max_dirty_pages_pct；状态参数：Innodb_log_wait、Innodb_buffer_pool_wait_free。

参考文献

1. http://mysqldump.azundris.com/archives/78-Configuring-InnoDB-An-InnoDB-tutorial.html
2. http://dev.mysql.com/doc/refman/5.0/en/innodb.html