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

2020 年 11 月 18 日
筆記
MySQL

Hi，大家好！我是白日夢！

今天我要跟你分享的MySQL話題是：「了解Flush-List嗎？順便說一下臟頁的落盤機制！（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，以及它們的描述數據會被組織成LRU鏈表以及FreeList 雙向鏈表。

這時你從磁碟中讀取一個數據頁，會先從Free List中找出一個空閑快取頁的描述資訊，然後將你讀出的數據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鏈表中。

數據頁被載入進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中對數據進行修改，可是一旦你對LRU鏈表中的快取頁做了修改，那該頁中的數據和磁碟中的數據頁資訊就不一致了！大家一般管這種數據頁叫做臟頁。

為了保證數據的最終一致性，MySQL是需要將臟頁刷新回磁碟的！

但是問題是：需要將哪些數據頁刷新回磁碟呢？

這就引出了Flush List～

Flush List 和 Free List很像，都是由Buffer Pool中數據描述資訊組織而成的雙向鏈表。

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添加進 Flush List。這樣當Buffer Pool中的數據頁不夠用時，我們就可以優先將 Flush List中的臟數據頁刷新進磁碟中。

如果你讀了前幾篇文章那你肯定知道了 LRUList、FreeList、FlushList、Buffer Pool、臟頁、臟數據。

下面乘勝追擊！一起看一下臟頁的落盤機制

三、什麼是臟頁？什麼是臟數據？

什麼是臟頁？

我在介紹Flush List 的那篇文章有提及，臟頁就是LRU鏈表中被修改了的快取頁。他們和磁碟中的數據頁不一致，臟頁是需要被刷新回磁碟的。
什麼是臟數據？

這個問題其實引出了臟讀的概念。舉個例子：事物A中讀取到了事物B中未提交的數據，我們管這些數據叫做臟數據。

四、臟頁刷回磁碟的時機

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鏈表。如果被移除出去的快取頁的描述資訊在Flush List中，MySQL就得將其刷新回磁碟。

InnoDB存儲引擎將臟頁刷回磁碟的時機有蠻多的，你可以把它當作拓展知識大概瀏覽一下。

1、當MySQL資料庫關閉時，會將所有的臟數據頁刷新回磁碟。這個功能由參數：innodb_fast_shutdown=0控制，默認讓InnoDB在關閉前將臟頁刷回磁碟，以及清理掉undo log。

2、有一個後台執行緒Master Thread會按照每秒或者每十秒的速度，非同步的將Buffer Pool中一定比例的頁面刷新回磁碟中。

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

我們可以通過innodb_page_cleaners參數控制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數量設置為innodb_buffer_pool_instances的數量。
Innodb1.1.x之前需要保證LRU列表中有至少100個空閑頁可以使用。低於這個閾值就會觸發臟頁的刷新。
從MySQL5.6，也就是innodb1.2.X開始，innodb_lru_scan_depth參數為每個緩衝池實例指定page cleaner threads 掃描Buffer Pool來查找要刷新的臟頁的下行距離。默認為1024，該後台執行緒每秒都會執行一次。

4、當臟數據頁太多時，也會觸發將臟數據頁刷新回磁碟。該機制可由參數innodb_nax_dirty_pages_pct控制，比如將其設置為75，表示，當Buffer Pool中的臟數據頁達到整體快取的75%時，觸發刷新的動作。現實情況是該參數默認值為0。以此來禁用Buffer Pool早期的刷新行為。

5、當redo log不可用時，也會強制臟頁列表中的臟頁刷新回磁碟。這個機制同樣由一個後台執行緒完成。