MySQLInnoDBDoubleWrite机制详解

基础概念

InnoDB存储引擎的数据读取和更新是以页（通常为16KB）为单位进行的，而不是以行为单位。每次需要操作的数据会先以页的形式加载到内存中。被修改过的内存页被称为脏页（Dirty Page）。这些脏页不会立即刷新到磁盘，而是通过fsync函数调用时才会同步到磁盘。

Double Write机制

Double Write是InnoDB存储引擎为了确保数据页可靠性而引入的技术。它解决了部分写失效问题，即当数据库宕机时，某个页可能只写入了一部分数据，导致数据不完整或损坏。

在未使用Double Write之前，曾出现过因部分写失效而导致的数据丢失情况。虽然可以通过重做日志（Redo Log）恢复数据，但如果页本身已经损坏，重做日志将无法修复。因此，InnoDB引入了Double Write技术，在写入数据前先保存一个完整的页副本，以便在发生部分写失效时能够恢复原始页。

Double Write由两部分组成：内存中的Double Write Buffer（大小为2MB）和磁盘上的共享表空间中连续的128个页（同样为2MB）。当脏页需要刷新到磁盘时，首先会被复制到内存中的Double Write Buffer，然后分两次顺序写入共享表空间的物理磁盘，并立即调用fsync函数同步数据。

由于Double Write页是连续的且采用顺序写入方式，因此写入开销较小。完成Double Write页的写入后，再将这些页分散写入各个表空间文件中。

总结

为了确保数据库宕机时不丢失数据，InnoDB采用了Double Write技术。其工作流程如下：

1. 将脏页复制到内存中的Double Write Buffer（高效内存复制）；
2. 将Double Write Buffer分两次顺序写入共享表空间（高效顺序写入）；
3. 立刻调用fsync函数将数据同步到磁盘。

如果在执行第三步时发生宕机事件，恢复过程如下：

1. 从共享表空间中找到对应脏页的副本；
2. 将其复制到表空间文件；
3. 应用重做日志（Redo Log）。