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面试题:了解MySQL的Flush-List吗?顺便说一下脏页的落盘机制!(文末送书)

开发技术 开发技术 2周前 (11-18) 5次浏览

Hi,大家好!我是白日梦!

今天我要跟你分享的MySQL话题是:“了解Flush-List吗?顺便说一下脏页的落盘机制!(文末送书)”

本文是MySQL专题的第 8 篇,共110篇。

一、回顾

现在稍微回顾一下:前面几篇文章介绍了LRU List、Free List。

MySQL启动后Buffer Pool会初始化。Buffer Pool也会初始化好N多个空白的缓存页,以及它们的描述数据会被组织成LRU链表以及FreeList 双向链表。

这时你从磁盘中读取一个数据页,会先从Free List中找出一个空闲缓存页的描述信息,然后将你读出的数据页中加载进缓存页中。同时将缓存页的描述信息从Free List中剔除,此外该描述信息块还会被维护进LRU链表中。

数据页被加载进Buffer Pool后你就可以对其进行变更操作了。

二、Flush List

为了加快响应客户端的速度,MySQL会在Buffer Pool中对数据进行修改,可是一旦你对LRU链表中的缓存页做了修改,那该页中的数据和磁盘中的数据页信息就不一致了!大家一般管这种数据页叫做脏页。

为了保证数据的最终一致性,MySQL是需要将脏页刷新回磁盘的!

但是问题是:需要将哪些数据页刷新回磁盘呢?

这就引出了Flush List~

Flush List 和 Free List很像,都是由Buffer Pool中数据描述信息组织而成的双向链表。

面试题:了解MySQL的Flush-List吗?顺便说一下脏页的落盘机制!(文末送书)

一旦你对内存中的缓冲页作出了修改,那该缓冲页对应的描述信息块就会添加进 Flush List。这样当Buffer Pool中的数据页不够用时,我们就可以优先将 Flush List中的脏数据页刷新进磁盘中。

如果你读了前几篇文章那你肯定知道了 LRUList、FreeList、FlushList、Buffer Pool、脏页、脏数据。

下面乘胜追击!一起看一下脏页的落盘机制

三、什么是脏页?什么是脏数据?

  • 什么是脏页?

    我在介绍Flush List 的那篇文章有提及,脏页就是LRU链表中被修改了的缓存页。他们和磁盘中的数据页不一致,脏页是需要被刷新回磁盘的。

  • 什么是脏数据?

    这个问题其实引出了脏读的概念。举个例子:事物A中读取到了事物B中未提交的数据,我们管这些数据叫做脏数据。

四、脏页刷回磁盘的时机

当Buffer Pool不够用时,根据LRU机制,MySQL会将Old SubList部分的缓存页移出LRU链表。如果被移除出去的缓存页的描述信息在Flush List中,MySQL就得将其刷新回磁盘。

InnoDB存储引擎将脏页刷回磁盘的时机有蛮多的,你可以把它当作拓展知识大概浏览一下。

1、当MySQL数据库关闭时,会将所有的脏数据页刷新回磁盘。这个功能由参数innodb_fast_shutdown=0控制,默认让InnoDB在关闭前将脏页刷回磁盘,以及清理掉undo log。

2、有一个后台线程Master Thread会按照每秒或者每十秒的速度,异步的将Buffer Pool中一定比例的页面刷新回磁盘中。

3、在MySQL5.7中,Buffer Pool的刷新由page cleaner threads完成。

  • 我们可以通过innodb_page_cleaners参数控制page cleaner threads线程的数量,但是当你将这个数值调整的比Buffer Pool的数量还大时,MySQL会自动将 innodb_page_cleaners数量设置为innodb_buffer_pool_instances的数量。
  • Innodb1.1.x之前需要保证LRU列表中有至少100个空闲页可以使用。低于这个阈值就会触发脏页的刷新。
  • 从MySQL5.6,也就是innodb1.2.X开始,innodb_lru_scan_depth参数为每个缓冲池实例指定page cleaner threads 扫描Buffer Pool来查找要刷新的脏页的下行距离。默认为1024,该后台线程每秒都会执行一次。

4、当脏数据页太多时,也会触发将脏数据页刷新回磁盘。该机制可由参数innodb_nax_dirty_pages_pct控制,比如将其设置为75,表示,当Buffer Pool中的脏数据页达到整体缓存的75%时,触发刷新的动作。现实情况是该参数默认值为0。以此来禁用Buffer Pool早期的刷新行为。

5、当redo log不可用时,也会强制脏页列表中的脏页刷新回磁盘。这个机制同样由一个后台线程完成。

六、其他关于脏页刷新的知识点

刷新临接数据页:意思是当MySQL将某脏页刷新回磁盘时,是否也以相同的态度将该脏页邻接的脏页一并刷新回磁盘。

可以通过参数innodb_flush_neighbors控制该过程。

  • 设置为0时表示,禁用刷新邻接的功能。
  • 设置为1时表示,以相同的态度刷新其邻接的脏页。
  • 设置为2时表示,以相同的程度刷新脏页。

那如何选择将其设置为哪种状态呢?

你可以根据MySQL实例所在机器的存储类型来决定。如果为HDD存储建议将其开启,因为HDD的磁盘刷新速率较低,开启该参数后可以有效的减少IO操作。相反如果使用SSD存储,其本身就有高磁盘IO的特性,建议禁用该参数。

七、推荐阅读

1、谈谈MySQL中基数是什么?

2、聊聊什么是慢查?如何监控?如何排查?

3、对Not Null字段插入Null值有啥现象?

4、能谈谈year、date、datetime、time、timestamp的区别吗?

5、你有没有搞混查询缓存和Buffer Pool?谈谈看!

6、你知道数据库缓冲池中的LRU-List吗?

7、了解InnoDB的FreeList吗?谈谈看!

参考:

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-parameters.html

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-buffer-pool-flushing.html

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-parameters.html#sysvar_innodb_lru_scan_depth

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