詳解Mysql臟頁flush及收縮表空間的原理

這篇文章運用簡單易懂的例子給大家介紹詳解Mysql臟頁flush及收縮表空間的原理，內容非常詳細，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。

mysql臟頁

由于WAL機制，InnoDB在更新語句的時候，制作了寫日志這一個磁盤操作，就是redo log，在內存寫完redo log后，就返回給客戶端， 即更新成功。

把內存里的數據寫入磁盤的過程，術語就是flush，在flush之前，實際數據和數據庫中的數據是不一致的，因為在redo log基礎上更新了還未寫入，數據庫是老的，當內存數據頁跟磁盤數據頁內容不一致的時候，稱這個內存頁為臟頁，內存寫入后就一致了，稱為干凈頁，

如果mysql偶爾運行速度很慢，很可能是在刷臟頁。引發數據庫flush的過程

• redo log滿了，系統停止所有更新操作，將checkpoint向前推進，騰出空間繼續寫。
• 系統內存不足，需要新的內存頁不夠用，就會淘汰一些數據頁，留給別的數據頁使用，如果淘汰的是臟頁，就會先寫到磁盤。
• mysql空閑的時候。
• 正常關閉mysql的時候
• 在第一種情況下，redo log滿了，這種情況是innodb要避免的，因為整個系統都不能再更新了，這是不能接受的
• 第二種情況，內存滿了，要先寫到磁盤，innodb用緩沖池管理內存，有三種狀態
• 還沒有用的內存頁
• 用了并且是干凈頁
• 用了并且是臟頁（淘汰的時候需要寫入到磁盤）

所以我們有時使用數據庫會發現數據庫性能突然下降，可能就是在處理臟頁。

刷臟頁控制策略

• Innodb_io_capacity參數，這個參數會告訴innodb你的磁盤io能力。（有公式計算）
• innodb刷盤主要兩個因素：臟頁比例和redo log的寫盤速度
• innodb_max_derty_pages_pct是臟頁比例上限，默認是75%，調整好Innodb_io_capacity參數值，使臟頁比例不要超過75%收縮表空間

場景例子：數據庫占用空間太大，把最大的表刪掉了一半數據，表的大小還是沒有變化。

數據刪除流程

加入要刪掉R4，InnoDB引擎只會把R4這個記錄標記為刪除，如果之后再摻入一個ID在300-600之間的記錄時，會復用這個位置，但是磁盤文件的大小并不會縮小。

如果刪掉了一個數據頁上的所有記錄，這個數據頁就可以被復用。

注意：數據頁的復用跟記錄的復用是不同的。

• 比如R4這條記錄被刪除，如果插入一個ID是400的行，直接復用這個空間，但是如果插入ID是800的行，就不能復用這個位置了。
• 但是整個數據頁Page A上的所有記錄刪除之后，pageA標記為可復用，如果插入一條ID=50的記錄需要用新的數據頁的時候，PageA是可以背負用的。
• 如果我們用delete命令把整個表數據刪除，結果是所有的數據頁都會標記為可復用，但是在磁盤上，文件不會變小。

插入數據流程

如果數據按照索引順序插入的，索引是緊湊的，但是如果是隨機插入的，就會造成索引的數據頁分頁。

如果pageA已經滿了，在插入一行數據會怎樣？由于A滿了，在插入一個id是550的數據時，就會申請一個新的頁面pageB來保存數據，分裂完成后pageA的末尾就留下了空洞。

更新索引上的值也是刪除一個舊的值，再插入一個新值，也會造成空洞。

收縮空間

新建一個與表A相同結構的表B，按照主鍵ID遞增的順序，把數據一行一行的從A里讀出來再插入到表B中，表B中無空洞，數據頁的利用率也更高，如果我們把表B作為臨時表，數據從表A導入到B中的操作完成后，用B替換A，從效果上也起到了收縮A的作用。

在整個DDL過程中，表A不能有更新，所以這個DDL不是online的，在5.6之后的版本中，流程做了更改：

建立一個臨時文件，掃描A中的所有數據頁，

用數據頁中A的記錄生成B+樹，存儲在臨時文件中

將所有對A的操作記錄在一個日志文件中

臨時文件生成后，將日志文件的操作應用到臨時文件，得到一個邏輯數據上與表A相同的數據文件

用臨時文件替換表A的數據文件

圖示

可以看到，與圖3過程的不同之處在于，由于日志文件記錄和重放操作這個功能的存在，這個方案在重建表的過程中，允許對表A做增刪改操作。

使用alter table A engine=InnoDB命令來重建表。在MySQL 5.5版本之前，這個命令的執行流程跟我們前面描述的差不多，區別只是這個臨時表B不需要你自己創建，MySQL會自動完成轉存數據、交換表名、刪除舊表的操作。

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