MySQL checkpoint专题

概念

脏页
脏页指的是buffer pool中的数据页被修改后，导致内存中的缓存页和磁盘上的数据页不一致。这时候buffer pool的页就是脏页。

脏页落盘机制
修改数据时，首先修改缓冲池中的页，然后再以一定频率刷新到磁盘上。脏页从缓冲池刷新到磁盘的操作，并不是在每次发生更新时就触发，而是通过checkpoint机制刷新回磁盘。

redo log的问题
我们知道redolog能保证事务的持久性，但redolog也不是万能的。redolog可能会出现一些问题：

• 1.缓冲池不是无限大的，也就是说不能一直存储数据，而不去刷新磁盘。
• 2.redolog是循环使用的，也不是无限大的，redolog写满了怎么办？
• 3.当数据库运行了较长时间，这时候宕机了，就需要重新应用redolog进行恢复，这个过程会非常耗时，恢复成本非常高。

因此checkpoint机制就可以解决上面的三个问题。
1.缓冲池不够用的时候，将脏页刷新到磁盘。
2.重做日志不够用时，将脏页刷到磁盘。
3.缩短恢复的时间

checkpoint机制

缓冲池空间不足时
当缓冲池中空间无法存放新读取的页，这个时候innodb就会使用LRU算法进行淘汰。如果将要淘汰的页是脏页，就需要强制执行checkpoint，将脏页刷新到磁盘。

缩短数据库恢复时间
当数据库发生宕机时，数据库不需要重做所有的日志，因此checkpoint之前的页已经刷回磁盘了，只需要针对checkpoint之后的redolog进行恢复即可，减少恢复时间。

重做日志写满时
日志组：MySQL为了优化磁盘持久化的开销，会有一个组提交机制(group commit)。innodb引擎至少有一个重做日志文件组，每个文件组下面至少有2个redolog文件。
查看事务日志组相关参数：

show variables like '%innodb_log_group%';


./表示MySQL数据目录为事务日志组目录。
查看事务日志组中事务日志文件的个数的参数，默认2个：

show variables like '%innodb_log_files%';


日志组中每个重做日志大小一致。单个文件默认大小48M，最大值512G。最大值512G是组内文件大小的总和，不是的单个文件大小：

show variables like '%innodb_log_file_size%';


所谓redolog不可用，就是redolog file都写满的时候。当然redolog不是都有用的，有部分是可重用的部分。数据库宕机恢复后不会恢复这部分。

innodb以环形方式写入重做日志。
write pos：表示日志当前记录的位置，当ib_logfile_4写满后，会从ib_logfile_1的头开始记录；
check point：表示将日志记录的修改写进磁盘，完成数据落盘后，checkpoint会将日志上相关记录擦除掉；
即write pos → check point之间的部分是redo log空着的部分，用于新的记录；check point → write pos之间的部分是待落盘的数据修改记录。
如果write pos追上了check point表示写满，这时候无法再执行新的更新，得停下来先擦掉一些记录，把checkpoint推进一下。

check point种类

• sharp checkpoint：强制落盘。把内存中所有脏页都执行落盘操作。只有当数据库关闭前才会执行。
• fuzzy checkpoint：模糊落盘。把一部分脏页执行落盘操作，分为四种：
  1）master thread checkpoint：主线程定时将脏页写入磁盘，每秒或每10s执行一次。
  2）FLUSH_LRU_LIST：当buffer pool即将有脏页被换出时，执行落盘。
  3）Async/Sync Flush checkpoint：当redo log接近写满时执行落盘：
  a.当redo log超过75%小于90%时会执行异步落盘；
  b.当redo log超过90%，会执行同步落盘操作。会阻塞写操作。
  4）Dirty Page too much checkpoint：如果buffer pool中脏页太多，脏页率超过75%执行落盘。

总结

checkpoint所做的事情，就是将缓冲池中脏页刷回磁盘。
每次刷新多少脏页到磁盘，每次从哪里取脏页，以及什么时间触发触发checkpoint，都是由checkpoint机制负责的。