Mysql 数据可靠性机制

原创
2020/02/07 19:18
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Mysql 主要通过binlog 跟redolog 来保证数据的可靠性

binlog 的写入机制

binlog 的写入逻辑比较简单:事务执行过程中,先把日志写到 binlog cache,事务提交的时候,再把 binlog cache 写到 binlog 文件中

一个事务的 binlog 是不能被拆开的,因此不论这个事务多大,也要确保一次性写入。 这就涉及到了 binlog cache的保存问题。 系统给 binlog cache 分配了一片内存,每个线程一个,参数 binlog_cache_size 用于控制单个线程内 binlog cache 所占内存的大小。如果超过了这个参数规定的大小,就要暂存到磁盘。 事务提交的时候,执行器把 binlog cache 里的完整事务写入到 binlog 中,并清空 binlog cache

write,指的就是指把日志写入到文件系统的page cache,并没有把数据持久化到磁盘,所以速度比较快 fsync,才是将数据持久化到磁盘的操作。一般情况下,我们认为 fsync 才占磁 盘的 IOPS

write 和 fsync 的时机,是由参数 sync_binlog 控制的:

  • sync_binlog=0 的时候,表示每次提交事务都只 write,不 fsync;
  • sync_binlog=1 的时候,表示每次提交事务都会执行 fsync;
  • sync_binlog=N(N>1) 的时候,表示每次提交事务都 write,但累积 N 个事务后才 fsync。

因此,在出现 IO瓶颈的场景里,将 sync_binlog 设置成一个比较大的值,可以提升性能。在实际的业务场景中,考虑到丢失日志量的可控性,一般不建议将这个参数设成0, 比较常见的是将其设置为 100~1000 中的某个数值

但是,将 sync_binlog设置为 N,对应的风险是:如果主机发生异常重启,会丢失最近 N 个事务的 binlog 日志

redo log 的写入机制

事务在执行过程中,生成 的 redo log 是要先写到 redo log buffer 的。

事务还没提交的时候,redo log buffer 中的部分日志有没有可能 被持久化到磁盘呢

日志写到 redo log buffer 是很快的,wirte 到 page cache 也差不多,但是持久化到磁盘 的速度就慢多了。

为了控制 redo log 的写入策略,InnoDB 提供了 innodb_flush_log_at_trx_commit 参 数,它有三种可能取值:

  • 设置为 0 的时候,表示每次事务提交时都只是把 redo log 留在 redo log buffer 中 ;
  • 设置为 1 的时候,表示每次事务提交时都将 redo log 直接持久化到磁盘;
  • 设置为 2 的时候,表示每次事务提交时都只是把 redo log 写到 page cache

InnoDB 有一个后台线程,每隔 1 秒,就会把 redo log buffer 中的日志,调用 write 写 到文件系统的 page cache,然后调用 fsync 持久化到磁盘

事务执行中间过程的 redo log 也是直接写在 redo log buffer 中的,这些 redo log 也会被后台线程一起持久化到磁盘。也就是说,一个没有提交的事务的 redo log,也是可能已经持久化到磁盘的

除了后台线程每秒一次的轮询操作外,还有两种场景会让一个没有提交的事务的 redo log 写入到磁盘中

一种是,redo log buffer 占用的空间即将达到 innodb_log_buffer_size 一半的时 候,后台线程会主动写盘。注意,由于这个事务并没有提交,所以这个写盘动作只是 write,而没有调用 fsync,也就是只留在了文件系统的 page cache

另一种是,并行的事务提交的时候,顺带将这个事务的 redo log buffer 持久化到磁盘

通常我们说 MySQL 的“双 1”配置,指的就是 sync_binlog 和 innodb_flush_log_at_trx_commit 都设置成 1。也就是说,一个事务完整提交前,需要等待两次刷盘,一次是 redo log(prepare 阶段),一次是 binlog

组提交

mysql 通过组提交来提高IO的效率

如果你想提升 binlog 组提交的效果,可以通过设置 binlog_group_commit_sync_delay 和 binlog_group_commit_sync_no_delay_count 来实现。

  1. binlog_group_commit_sync_delay 参数,表示延迟多少微秒后才调用 fsync;
  2. binlog_group_commit_sync_no_delay_count 参数,表示累积多少次以后才调用 fsync
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