突然斷電，是否會影響Mysql的執行結果

MySQL採用buffer機制，避免每次讀寫進行磁碟IO，提升效率：

• 《緩衝池(buffer pool)》
• 《寫緩衝(change buffer)》
• 《日誌緩衝(log buffer)》

MySQL的buffer一頁的大小是16K，檔案系統一頁的大小是4K，也就是說，MySQL將buffer中一頁資料刷入磁碟，要寫4個檔案系統裡的頁。



如上圖所示，MySQL裡page=1的頁，物理上對應磁碟上的1+2+3+4四個格。

那麼，問題來了，這個操作並非原子，如果執行到一半斷電，會不會出現問題呢？

會，這就是所謂的“頁資料損壞”。



如上圖所示，MySQL內page=1的頁準備刷入磁碟，才刷了3個檔案系統裡的頁，掉電了，則會出現：重啟後，page=1的頁，物理上對應磁碟上的1+2+3+4四個格，資料完整性被破壞。

畫外音：redo無法修復這類“頁資料損壞”的異常，修復的前提是“頁資料正確”並且redo日誌正常。

如何解決這類“頁資料損壞”的問題呢？

很容易想到的方法是，能有一個“副本”，對原來的頁進行還原，這個儲存“副本”的地方，就是Double Write Buffer。

Double Write Buffer，但它與傳統的buffer又不同，它分為記憶體和磁碟的兩層架構。

畫外音：傳統的buffer，大部分是記憶體儲存;而DWB裡的資料，是需要落地的。



如上圖所示，當有頁資料要刷盤時：

• 第一步：頁資料先memcopy到DWB的記憶體裡；
• 第二步：DWB的記憶體裡，會先刷到DWB的磁碟上；
• 第三步：DWB的記憶體裡，再刷到資料磁碟儲存上；

畫外音：DWB由128個頁構成，容量只有2M。

步驟2和步驟3要寫2次磁碟，這就是“Double Write”的由來。

DWB為什麼能解決“頁資料損壞”問題呢？

假設步驟2掉電，磁碟裡依然是1+2+3+4的完整資料。

畫外音：只要有頁資料完整，就能透過redo還原資料。

假如步驟3掉電，DWB裡儲存著完整的資料。

所以，一定不會出現“頁資料損壞”問題。

畫外音：寫了2次，總有一個地方的資料是OK的。

自己實驗了幾十次，仍沒能復現“頁資料損壞”，在網上找了一個“頁資料損壞”時，MySQL重啟過程利用DWB修復頁資料的圖。



可以看到，啟動過程中：

• InnoDB檢測到上一次為異常關閉；
• 嘗試恢復ibd資料，失敗；
• 從DWB中恢復寫了一半的頁；
能夠透過DWB保證頁資料的完整性，但畢竟DWB要寫兩次磁碟，會不會導致資料庫效能急劇降低呢？

分析DWB執行的三個步驟：

• 第一步，頁資料memcopy到DWB的記憶體，速度很快；
• 第二步，DWB的記憶體fsync刷到DWB的磁碟，屬於順序追加寫，速度也很快；
• 第三步，刷磁碟，隨機寫，本來就需要進行，不屬於額外操作；

另外，128頁(每頁16K)2M的DWB，會分兩次刷入磁碟，每次最多64頁，即1M的資料，執行也是非常之快的。

綜上，效能會有所影響，但影響並不大。

畫外音：

• write­-ahead-log之所以效能高，就是因為順序追加寫；
• 有第三方測評，評估約10%效能損失；

更具體的，InnoDB裡有兩個變數可以檢視double write buffer相關的情況：

• Innodb_dblwr_pages_written：記錄寫入DWB中頁的數量。
• Innodb_dblwr_writes：記錄DWB寫操作的次數。

可以透過：

show global status like "%dblwr%"

來進行查詢。

MySQL有很強的資料安全性機制：

在異常崩潰時，如果不出現“頁資料損壞”，能夠透過redo恢復資料；

在出現“頁資料損壞”時，能夠透過double write buffer恢復頁資料；

double write buffer：

不是一個記憶體buffer，是一個記憶體/磁碟兩層的結構，是InnoDB裡On-Disk架構裡很重要的一部分；

是一個透過寫兩次，保證頁完整性的機制；

知其然，知其所以然。

思路比結論重要，希望大家有收穫。