Mysql的刷脏页问题

平时的工作中,不知道你有没有遇到过这样的场景,一条 SQL 语句,正常执行的时候特别快,但是有时也不知道怎么回事,它就会变得特别慢,并且这样的场景很难复现,它不只随机,而且持续时间还很短。

当内存数据页跟磁盘数据页内容不一致的时候,我们称这个内存页为“脏页”。内存数据写入到磁盘后,内存和磁盘上的数据页的内容就一致了,称为“干净页”。

平时执行很快的更新操作,其实就是在写内存和日志,而 MySQL 偶尔“抖”一下的那个瞬间,可能就是在刷脏页(flush)。

那么,什么情况会引发数据库的 flush 过程呢?

第一种场景是InnoDB 的 redo log 写满了,这时候系统会停止所有更新操作,把 checkpoint 往前推进,redo log 留出空间可以继续写。

第二种场景对应的就是系统内存不足。当需要新的内存页,而内存不够用的时候,就要淘汰一些数据页,空出内存给别的数据页使用。如果淘汰的是“脏页”,就要先将脏页写到磁盘。

第三种场景对应的就是 MySQL 认为系统“空闲”的时候。当然,MySQL忙起来可是会很快就能把redo log 记满的,所以要合理地安排时间,即使是忙的时候,也要见缝插针地找时间,只要有机会就刷一点“脏页”。

第四种场景对应的就是 MySQL 正常关闭的情况。这时候,MySQL 会把内存的脏页都 flush 到磁盘上,这样下次 MySQL 启动的时候,就可以直接从磁盘上读数据,启动速度会很快。

接下来,你可以分析一下上面四种场景对性能的影响。

其中,第三种情况是属于 MySQL 空闲时的操作,这时系统没什么压力,而第四种场景是数据库本来就要关闭了。这两种情况下,你不会太关注“性能”问题。所以这里,我们主要来分析一下前两种场景下的性能问题。

第一种是“redo log 写满了,要 flush 脏页”,这种情况是 InnoDB 要尽量避免的。因为出现这种情况的时候,整个系统就不能再接受更新了,所有的更新都必须堵住。如果你从监控上看,这时候更新数会跌为 0。

第二种是“内存不够用了,要先将脏页写到磁盘”,这种情况其实是常态。InnoDB 用缓冲池(buffer pool)管理内存,缓冲池中的内存页有三种状态:

  • 第一种是,还没有使用的;
  • 第二种是,使用了并且是干净页;
  • 第三种是,使用了并且是脏页。

InnoDB 的策略是尽量使用内存,因此对于一个长时间运行的库来说,未被使用的页面很少。

而当要读入的数据页没有在内存的时候,就必须到缓冲池中申请一个数据页。这时候只能把最久不使用的数据页从内存中淘汰掉:如果要淘汰的是一个干净页,就直接释放出来复用;但如果是脏页呢,就必须将脏页先刷到磁盘,变成干净页后才能复用。

所以,刷脏页虽然是常态,但是出现以下这两种情况,都是会明显影响性能的:

  1. 一个查询要淘汰的脏页个数太多,会导致查询的响应时间明显变长;

  2. 日志写满,更新全部堵住,写性能跌为 0,这种情况对敏感业务来说,是不能接受的。

所以,InnoDB 需要有控制脏页比例的机制,来尽量避免上面的这两种情况。

InnoDB 刷脏页的控制策略

首先,你要正确地告诉 InnoDB 所在主机的 IO 能力,这样 InnoDB 才能知道需要全力刷脏页的时候,可以刷多快。

这就要用到 innodb_io_capacity 这个参数了,它会告诉 InnoDB 你的磁盘能力。

现在你知道了,InnoDB 会在后台刷脏页,而刷脏页的过程是要将内存页写入磁盘。所以,无论是你的查询语句在需要内存的时候可能要求淘汰一个脏页,还是由于刷脏页的逻辑会占用 IO 资源并可能影响到了你的更新语句,都可能是造成你从业务端感知到 MySQL“抖”了一下的原因。

要尽量避免这种情况,你就要合理地设置 innodb_io_capacity 的值,并且平时要多关注脏页比例(参数 innodb_max_dirty_pages_pct),不要让它经常接近 75%。

posted @ 2019-04-24 17:06 郁冬 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏