MySQL的双写缓冲区Doublewrite Buffer详解

李白白

为什么需要Doublewrite Buffer

我们常见的服务器一般都是Linux操作系统，Linux文件系统页（OS Page）的大小默认是4KB。而MySQL的页（Page）大小默认是16KB。
可以使用如下命令查看MySQL的Page大小：

1. SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_page_size';

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一般情况下，其余程序因为需要跟操作系统交互，它们的页（Page）都会大于等于操作系统的页大小，为整数倍。比如，Oracle的Page大小为8KB。
MySQL程序是跑在Linux操作系统上的，需要跟操作系统交互，所以MySQL中一页数据刷到磁盘，要写4个文件系统里的页。

需要注意的是，这个操作并非原子操作，比如我操作系统写到第二个页的时候，Linux机器断电了，这时候就会出现问题了。造成”页数据损坏“。并且这种”页数据损坏“靠 redo日志是无法修复的。
重做日志中记录的是对页的物理操作，而不是页面的全量记录，而如果发生partial page write（部分页写入）问题时，出现问题的是未修改过的数据，此时重做日志(Redo Log)无能为力。写doublewrite buffer成功了，这个问题就不用担心了。
Doublewrite Buffer的出现就是为了解决上面的这种情况，虽然名字带了Buffer，但实际上Doublewrite Buffer是内存+磁盘的结构。
Doublewrite Buffer是一种特殊文件flush技术，带给InnoDB存储引擎的是数据页的可靠性。它的作用是，在把页写到数据文件之前，InnoDB先把它们写到一个叫doublewrite buffer（双写缓冲区）的共享表空间内，在写doublewrite buffer完成后，InnoDB才会把页写到数据文件的适当的位置。如果在写页的过程中发生意外崩溃，InnoDB在稍后的恢复过程中在doublewrite buffer中找到完好的page副本用于恢复。

Doublewrite Buffer原理

如上图所示，当有页数据要刷盘时：

• 页数据先通过memcpy函数拷贝至内存中的Doublewrite Buffer中；
  
• Doublewrite Buffer的内存里的数据页，会fsync刷到Doublewrite Buffer的磁盘上，分两次写入磁盘共享表空间中(连续存储，顺序写，性能很高)，每次写1MB；
  
• Doublewrite Buffer的内存里的数据页，再刷到数据磁盘存储.ibd文件上（离散写）；
  

Doublewrite Buffer内存结构由128个页（Page）构成，大小是2MB。
Doublewrite Buffer磁盘结构在系统表空间上是128个页（2个区，extend1和extend2），大小是2MB。
如果操作系统在将页写入磁盘的过程中发生了崩溃，在恢复过程中，InnoDB存储引擎可以从共享表空间中的Double write中找到该页的一个副本，将其复制到表空间文件，再应用重做日志。
MySQL会检查double writer的数据的完整性，如果不完整直接丢弃double write buffer内容，重新执行那条redo log，如果double write buffer的数据是完整的，用double writer buffer的数据更新该数据页，跳过该redo log。
所以在正常的情况下，MySQL写数据页时，会写两遍到磁盘上，第一遍是写到doublewrite buffer，第二遍是写到真正的数据文件中，这就是“Doublewrite”的由来。
在数据库异常关闭的情况下启动时，都会做数据库恢复（redo）操作，恢复的过程中，数据库都会检查页面是不是合法（校验等等），如果发现一个页面校验结果不一致，则此时会用到双写这个功能。
我们可以通过如下命令来监控Doublewrite Buffer工作负载：

1. show global status like '%dblwr%';

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Doublewrite Buffer相关参数

• innodb_doublewrite：Doublewrite Buffer是否启用开关，默认是开启状态，InnoDB将所有数据存储两次，首先到双写缓冲区，然后到实际数据文件。
  
• Innodb_dblwr_pages_written：记录写入到DWB中的页数量。
  
• Innodb_dblwr_writes：记录DWB写操作的次数。
  

总结

InnoDB Doublewrite Buffer是InnoDB的一个重要特性，用于保证MySQL数据的可靠性和一致性。它的实现原理是通过将要写入磁盘的数据先写入到Doublewrite Buffer中的内存缓存区域，然后再写入到磁盘的两个不同位置，来避免由于磁盘损坏等因素导致数据丢失或不一致的问题。Doublewrite Buffer对于保证MySQL数据的安全性和一致性具有重要意义。
到此这篇关于MySQL的双写缓冲区Doublewrite Buffer详解的文章就介绍到这了,更多相关MySQL的双写缓冲区内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

来源:https://www.jb51.net/database/291892r3i.htm
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