MySQL的Flush-List和脏页的落盘机制

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一、回顾

MySQL启动后Buffer Pool会初始化。Buffer Pool也会初始化好N多个空白的缓存页，以及它们的描述数据会被组织成LRU链表以及FreeList 双向链表。

这时你从磁盘中读取一个数据页，会先从Free List中找出一个空闲缓存页的描述信息，然后将你读出的数据页中加载进缓存页中。同时将缓存页的描述信息从Free List中剔除，此外该描述信息块还会被维护进LRU链表中。

数据页被加载进Buffer Pool后你就可以对其进行变更操作了。

二、Flush List

为了加快响应客户端的速度，MySQL会在Buffer Pool中对数据进行修改，可是一旦你对LRU链表中的缓存页做了修改，那该页中的数据和磁盘中的数据页信息就不一致了！大家一般管这种数据页叫做脏页。

为了保证数据的最终一致性，MySQL是需要将脏页刷新回磁盘的！

但是问题是：需要将哪些数据页刷新回磁盘呢？

这就引出了Flush List～

Flush List 和 Free List很像，都是由Buffer Pool中数据描述信息组织而成的双向链表。

一旦你对内存中的缓冲页作出了修改，那该缓冲页对应的描述信息块就会添加进 Flush List。这样当Buffer Pool中的数据页不够用时，我们就可以优先将 Flush List中的脏数据页刷新进磁盘中。

如果你读了前几篇文章那你肯定知道了 LRUList、FreeList、FlushList、Buffer Pool、脏页、脏数据。

下面乘胜追击！一起看一下脏页的落盘机制

三、什么是脏页？什么是脏数据？

什么是脏页？

我在介绍Flush List 的那篇文章有提及，脏页就是LRU链表中被修改了的缓存页。他们和磁盘中的数据页不一致，脏页是需要被刷新回磁盘的。

什么是脏数据？

这个问题其实引出了脏读的概念。举个例子：事物A中读取到了事物B中未提交的数据，我们管这些数据叫做脏数据。

四、脏页刷回磁盘的时机

当Buffer Pool不够用时，根据LRU机制，MySQL会将Old SubList部分的缓存页移出LRU链表。如果被移除出去的缓存页的描述信息在Flush List中，MySQL就得将其刷新回磁盘。

InnoDB存储引擎将脏页刷回磁盘的时机有蛮多的，你可以把它当作拓展知识大概浏览一下。

1、当MySQL数据库关闭时，会将所有的脏数据页刷新回磁盘。这个功能由参数：innodb_fast_shutdown=0控制，默认让InnoDB在关闭前将脏页刷回磁盘，以及清理掉undo log。

2、有一个后台线程Master Thread会按照每秒或者每十秒的速度，异步的将Buffer Pool中一定比例的页面刷新回磁盘中。

3、在MySQL5.7中，Buffer Pool的刷新由page cleaner threads完成。

我们可以通过innodb_page_cleaners参数控制page cleaner threads线程的数量，但是当你将这个数值调整的比Buffer Pool的数量还大时，MySQL会自动将 innodb_page_cleaners数量设置为innodb_buffer_pool_instances的数量。
Innodb1.1.x之前需要保证LRU列表中有至少100个空闲页可以使用。低于这个阈值就会触发脏页的刷新。
从MySQL5.6，也就是innodb1.2.X开始，innodb_lru_scan_depth参数为每个缓冲池实例指定page cleaner threads 扫描Buffer Pool来查找要刷新的脏页的下行距离。默认为1024，该后台线程每秒都会执行一次。
4、当脏数据页太多时，也会触发将脏数据页刷新回磁盘。该机制可由参数innodb_nax_dirty_pages_pct控制，比如将其设置为75，表示，当Buffer Pool中的脏数据页达到整体缓存的75%时，触发刷新的动作。现实情况是该参数默认值为0。以此来禁用Buffer Pool早期的刷新行为。

5、当redo log不可用时，也会强制脏页列表中的脏页刷新回磁盘。这个机制同样由一个后台线程完成。

五、其他关于脏页刷新的知识点

刷新临接数据页：意思是当MySQL将某脏页刷新回磁盘时，是否也以相同的态度将该脏页邻接的脏页一并刷新回磁盘。

可以通过参数innodb_flush_neighbors控制该过程。