面試題：瞭解MySQL的Flush-List嗎？順便說一下髒頁的落盤機制！（文末送書）

賜我白日夢發表於2020-11-18

面試題MySql

Hi，大家好！我是白日夢！

今天我要跟你分享的MySQL話題是：“瞭解Flush-List嗎？順便說一下髒頁的落盤機制！（文末送書）”

本文是MySQL專題的第 8 篇，共110篇。

一、回顧

現在稍微回顧一下：前面幾篇文章介紹了LRU List、Free List。

MySQL啟動後Buffer Pool會初始化。Buffer Pool也會初始化好N多個空白的快取頁，以及它們的描述資料會被組織成LRU連結串列以及FreeList 雙向連結串列。

這時你從磁碟中讀取一個資料頁，會先從Free List中找出一個空閒快取頁的描述資訊，然後將你讀出的資料頁中載入進快取頁中。同時將快取頁的描述資訊從Free List中剔除，此外該描述資訊塊還會被維護進LRU連結串列中。

資料頁被載入進Buffer Pool後你就可以對其進行變更操作了。

二、Flush List

為了加快響應客戶端的速度，MySQL會在Buffer Pool中對資料進行修改，可是一旦你對LRU連結串列中的快取頁做了修改，那該頁中的資料和磁碟中的資料頁資訊就不一致了！大家一般管這種資料頁叫做髒頁。

為了保證資料的最終一致性，MySQL是需要將髒頁重新整理回磁碟的！

但是問題是：需要將哪些資料頁重新整理回磁碟呢？

這就引出了Flush List～

Flush List 和 Free List很像，都是由Buffer Pool中資料描述資訊組織而成的雙向連結串列。

一旦你對記憶體中的緩衝頁作出了修改，那該緩衝頁對應的描述資訊塊就會新增進 Flush List。這樣當Buffer Pool中的資料頁不夠用時，我們就可以優先將 Flush List中的髒資料頁重新整理進磁碟中。

如果你讀了前幾篇文章那你肯定知道了 LRUList、FreeList、FlushList、Buffer Pool、髒頁、髒資料。

下面乘勝追擊！一起看一下髒頁的落盤機制

三、什麼是髒頁？什麼是髒資料？

什麼是髒頁？

我在介紹Flush List 的那篇文章有提及，髒頁就是LRU連結串列中被修改了的快取頁。他們和磁碟中的資料頁不一致，髒頁是需要被重新整理回磁碟的。
什麼是髒資料？

這個問題其實引出了髒讀的概念。舉個例子：事物A中讀取到了事物B中未提交的資料，我們管這些資料叫做髒資料。

四、髒頁刷回磁碟的時機

當Buffer Pool不夠用時，根據LRU機制，MySQL會將Old SubList部分的快取頁移出LRU連結串列。如果被移除出去的快取頁的描述資訊在Flush List中，MySQL就得將其重新整理回磁碟。

InnoDB儲存引擎將髒頁刷回磁碟的時機有蠻多的，你可以把它當作擴充知識大概瀏覽一下。

1、當MySQL資料庫關閉時，會將所有的髒資料頁重新整理回磁碟。這個功能由引數：innodb_fast_shutdown=0控制，預設讓InnoDB在關閉前將髒頁刷回磁碟，以及清理掉undo log。

2、有一個後臺執行緒Master Thread會按照每秒或者每十秒的速度，非同步的將Buffer Pool中一定比例的頁面重新整理回磁碟中。

3、在MySQL5.7中，Buffer Pool的重新整理由page cleaner threads完成。

我們可以通過innodb_page_cleaners引數控制page cleaner threads執行緒的數量，但是當你將這個數值調整的比Buffer Pool的數量還大時，MySQL會自動將 innodb_page_cleaners數量設定為innodb_buffer_pool_instances的數量。
Innodb1.1.x之前需要保證LRU列表中有至少100個空閒頁可以使用。低於這個閾值就會觸發髒頁的重新整理。
從MySQL5.6，也就是innodb1.2.X開始，innodb_lru_scan_depth引數為每個緩衝池例項指定page cleaner threads 掃描Buffer Pool來查詢要重新整理的髒頁的下行距離。預設為1024，該後臺執行緒每秒都會執行一次。

4、當髒資料頁太多時，也會觸發將髒資料頁重新整理回磁碟。該機制可由引數innodb_nax_dirty_pages_pct控制，比如將其設定為75，表示，當Buffer Pool中的髒資料頁達到整體快取的75%時，觸發重新整理的動作。現實情況是該引數預設值為0。以此來禁用Buffer Pool早期的重新整理行為。

5、當redo log不可用時，也會強制髒頁列表中的髒頁重新整理回磁碟。這個機制同樣由一個後臺執行緒完成。