【MySQL 数据宝典】【磁盘结构】- 003 双写缓冲区

2024-04-19 11:28

本文主要是介绍【MySQL 数据宝典】【磁盘结构】- 003 双写缓冲区,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

一、双写缓冲区 ( Doublewrite Buffer Files)

1.1 背景介绍

写失效 (部分页失效)

  • InnoDB的页和操作系统的页大小不一致,InnoDB页大小一般为16K,操作系统页大小为4K,InnoDB的页写入到磁盘时,一个页需要分4次写。
  • 如果存储引擎正在写入页的数据到磁盘时发生了宕机,可能出现页只写了一部分的情况,比如只写了4K,就宕机了,这种情况叫做部分写失效(partial page write),可能会导致数据丢失。

19.jpg

1.2 双写缓冲区 Doublewrite Buffer

为了解决写失效问题,InnoDB实现了双写缓冲区,它位于系统表空间,是一个存储区域。
在BufferPool的页刷新到磁盘真正位置前,数据会先被存储在双写缓冲区
这样在宕机重启时,即使发生数据页损坏,可以通过该页的副本来还原该页,然后再进行redo log重做,确保了数据页的可靠性。

1.3 配置开关

默认情况下启用双写缓冲区,可以通过将 innodb_doublewrite 设置为0 来禁用。

mysql> show variables like '%innodb_doublewrite%';
+--------------------+-------+
| Variable_name      | Value |
+--------------------+-------+
| innodb_doublewrite | ON    |
+--------------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

1.4 数据双写流程

21.jpg

  • Step 1:脏页刷新到磁盘前,先写入双写缓冲区。
  • Step 2:使用 memcpy 函数将脏页复制到内存中的双写缓冲区。
  • Step 3:将双写缓冲区的数据分两次,每次1MB,顺序写入共享表空间的物理磁盘上。
  • Step 4:完成双写缓冲区的写入后,再将双写缓冲区中的页写入各个表的独立表空间文件中。

1.4.1 双写的原因

为啥写两次,刷一次数据文件保存数据不就可以了,为什么还要写共享表空间 ?

  • 性能提升: 共享表空间是在ibdata文件中划出的连续空间,专门用于存储双写缓冲区的数据。在这个过程中,双写缓冲区中的数据是连续存储的,因此写入磁盘时可以实现顺序写入。顺序写入通常比随机写入更快,因为它可以最大程度地减少磁盘头寻址的时间,从而提高了磁盘写入性能。
  • 数据可靠性: 完成共享表空间的写入后,再将数据写入到各个表的独立表空间文件中。这时,数据的写入变为离散的,因为每个表的独立表空间文件都是分散在磁盘上的。虽然这种写入方式可能比较慢,但它确保了数据的分散存储,提高了数据的可靠性。即使出现了硬件故障或其他意外情况,只影响到了某个表的数据文件,其他表的数据仍然是安全的。

双写缓冲区在写入过程中发生了宕机,数据页仍然有可能丢失。双写缓冲区的设计是为了减少写失效(partial page write)的风险,但并不能完全消除它

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