MySQL-DoubleWrite

今天主要介绍下mysql一个崩溃恢复很重要的特性-重复写入。

doublewrite缓冲区是位于系统表空间中的存储区域，在该区域中，InnoDB会在将页面写入数据文件中的适当位置之前，从InnoDB缓冲池中刷新这些页面。仅在刷新页面并将其写入doublewrite缓冲区后，InnoDB才会将页面写入其适当位置。如果在页面写入过程中发生操作系统，存储子系统或mysqld进程崩溃，InnoDB稍后可以在崩溃恢复期间从doublewrite缓冲区中找到该页面的良好副本。

部分页面写

InnoDB的页面大小通常是16KB，其数据校验也是针对这16KB来计算的，将数据写入到磁盘并以页面为单位进行操作的。而计算机硬件和操作系统，在极端情况下（有时断电） ）通常并不能保证这一步的原子性，16K的数据，写入4K时，发生了系统断电/ os崩溃，只有一部分写是成功的，这种情况下就是局部页面写问题。

很多DBA会想到系统恢复后，MySQL可以根据redolog进行恢复，而mysql在恢复的过程中是检查页面的校验和，checksum就是pgae的最后事务号，发生部分页面写问题，页面已经损坏，找不到该页面中的事务号，就无法恢复。

double white原理

Double write是InnoDB在表空间上的128个页（2个区）是2MB；

其原理：

为了解决部分页写问题，当mysql将脏数据刷新到数据文件的时候，先使用内存复制将脏数据复制到内存中的double write buffer，之后通过double write buffer再分2次，每次写入1MB到共享表空间，然后立即调用fsync函数，同步到磁盘上，避免缓冲带来的问题，在这个过程中，doublewrite是顺序写，不会大小写大，在完成doublewrite写入后，在将double write buffer写入各个表空间文件，这时是离散写入。

如果发生了极端情况（断电），InnoDB再次启动后，发现了一个页面数据已经损坏，那么此时就可以从doublewrite buffer中进行数据恢复了。

double对性能的影响

在共享表空间上的双重写缓冲区实际上也是一个文件，写DWB会导致系统有更多的fsync操作，而硬盘的fsync性能，所以它会降低mysql的整体性能。但是并不会降低到原来的50％。这主要是因为：

1）double write是一个连接的存储空间，所以硬盘在写数据的时候是顺序写，而不是随机写，这样性能更高。

2）将数据从双写缓冲区写入到真正的segment中的时候，系统会自动合并连接空间刷新的方式，每次可以刷新多个页面；

如果页面大小是16k，那么就有128个页面（1M）需要写，但是128个页面写入到共享表空间是1次IO完成，则doublewrite写入是1 + 128次。其中128次是写数据文件表空间。

doublewrite写入是顺序的，性能开销转化为量，通常5％-25％的性能影响。

double在恢复的时候是如何工作的？

如果部分页面写入doublewrite缓冲区本身，则原始页面仍将保留在磁盘上的实际位置。

如果是写双写缓冲区本身失败，那么这些数据不会被写入磁盘，InnoDB此时会从磁盘加载原始数据，然后通过InnoDB的事务日志来计算出正确的数据，重新写入到双写缓冲区。

当InnoDB恢复时，它将使用原始页面而不是doublewrite缓冲区中的损坏副本。但是，如果双写缓冲区成功并且对页面实际位置的写入失败，则InnoDB将在恢复期间使用双写缓冲区中的副本。

如果doublewrite buffer写成功的话，但是写磁盘失败，InnoDB就不用通过事务日志来计算了，或者直接用buffer的数据再写一遍。

InnoDB知道页面何时损坏，因为每个页面的末尾都有一个校验和。校验和是最后要写入的内容，因此，如果页面的内容与校验和不匹配，则页面已损坏。因此，恢复后，InnoDB只会读取doublewrite缓冲区中的每个页面并验证校验和。如果页面的校验和不正确，它将从其原始位置读取页面。

在恢复的时候，InnoDB直接比较页面的校验和，如果不对的话，就从硬盘加载原始数据，再由事务日志开始推演正确的数据。所以InnoDB的恢复通常需要花费时间。

重复写相关参数

InnoDB_doublewrite = 1表示启动双写，显示状态为'InnoDB_dblwr％'可以查询双写的使用情况；

＃是否开启double write

mysql>显示类似'％double％write％'的变量；

#Double write的使用情况

mysql>显示状态，例如“％InnoDB_dblwr％”；

InnoDB_dblwr_pages_write＃从bp刷新到DBWB的个数

InnoDB_dblwr_writes＃写文件的次数

每次写操作合并page的个数= InnoDB_dblwr_pages_write / InnoDB_dblwr_writes

是否一定需要重复写

在某些情况下，确实没有必要使用doublewrite缓冲区-例如，您可能想在从属服务器上禁用它。另外，某些文件系统（例如ZFS）本身也会执行相同的操作，因此InnoDB这样做是多余的。您可以通过将InnoDB_doublewrite设置为0来禁用双写缓冲区。

1，Fursion-io原子写，如果每次写16k就是16k，每次写都是16k不会出现部分写partial write写4k的情况。

2，特定的文件系统（b-tree文件系统），支持原子写。