前言
📚 全文字数 : 6k
⏳ 阅读时长 : 8min
📢 关键词 : Redis持久化、AOF重写、Swap、fork子进程
在之前对MySQL的知识总结的时候，我们知道了MySQL基本单位是数据页，默认情况下每个数据页的大小是16kb。数据页被读取到内存（Buffer Pool）中后被称为缓存页, 当对Buffer Pool中的数据页做了更新后，此时的数据页叫做：脏页，脏页最终是要刷入磁盘的，那么问题来了。
当数据页写入磁盘时，此时突然断电宕机了，数据只写入了一部分，数据丢失了吗？ partial page write（部分页面写入）是啥，来电重启怎么恢复？
上面两个问题存在于这种场景：当把一个16K大小的数据页写入到磁盘中时，结果刚写了8k，突然断电机器宕机了，那此时只有一部分是写入成功的，这种情况就叫partial page write（部分页面写入）。
因为你想啊，MySQL的数据页默认是16K，而文件系统的数据页是4K，磁盘IO的最小单位是512字节，出现宕机很大可能磁盘中只有一部分写入成功，因为数据页写入到文件系统中需要经历 (16/4) 4次物理写。
而InnoDB的 Double Write就时用来解决partial page write问题的，具体怎么解决的，我们一探究竟。
Double Write是啥
为了解决文章开头中描述的问题，MySQL引入了double write这个特性，它针对的是脏数据（脏页），提高innodb的可靠性，用来解决部分写失败(partial page write）的问题。
我们知道被修改的数据最终是要输入到磁盘中的，为什么叫 double write呢，字面上可理解为两次写入的意思。对的，double write 刷盘是将一份脏数据写到共享【共享表空间 ibdata】中，一份写到真正的【数据文件 ibd】永久的保存，所以就叫double wriete。此时double write中存在副本，可以直接覆盖到ibd中对应的页中 。
Double Write写入流程
添加图片注释，不超过 140 字（可选）
我们可以看到 Double Write）由两部分组成：内存中的 Double Write Buffer 和 磁盘上的 ibdata1的两个区（连续的128页，2M大小）
具体的实现步骤如下：
- 用户修改过得数据页（脏页）先Copy到Double Write Buffer中
- 然后从Double Write Buffer 中以1MB大小顺序写入磁盘中的【共享表空间 ibdata】（因为该空间维护的是128个连续页，最小16KB，所以不会出现部分写失效情况）
- 再写入到磁盘的【数据文件 ibd】
是的，一切看起来都是那么的合乎逻辑，但是这里有几个问题，写Double Write 时候Crash了怎么办？写ibd时Crash了怎么办？
嗯，带着这些问题，继续往下看！
崩溃场景和恢复
1：写Double Write 的时候Crash了怎么办？
在Double Write Buffer写Double Write是Crash掉了，此时ibd还是原始干净数据，因为还没从Double Write Buffer写到ibd呢。
其实还有Redo Log文件，服务重启动后通过redo进行恢复 ，因为Redo Log是在修改数据页前完成的（WAL：预写日志），即DB需要保证Redo Log先完整安全地落盘，然后才能去修改对应的数据页（先在内存Buffer Pool上修改修改）。
此时根据Redo Log文件向缓存池中加载数据页，通过比较Redo Log与数据页的LSN大小 redo log lsn > page lsn，来更新数据页，更新完成后该数据页为脏页，然后再讲脏页复制到Double Write Buffer，重复上面写入原理的步骤。
我们将上面Double Write的原理图再完善一点，整个恢复过程如下：
添加图片注释，不超过 140 字（可选）
2：写ibd时Crash了怎么办？
写ibd时发生crash，因此此时Double Write中存在副本，可以直接覆盖到ibd中对应的页中，然后再继续redo恢复。
3：为何需要Double Write？有Redo Log还不够吗？
我们知道Redo Log是被MySQL设计为异常崩溃恢复的，Double Write Buffer同样是为了保证数据完整性。
因为Redo Log一种操作日志，记录的是 " 在某个数据页上做了什么修改 "，用于MySQL异常崩溃恢复使用，本质上是物理日志。问题时如果数据页本身已经发生了损坏，Redo Log来恢复已经损坏的数据块就无效了，因为数据快已经是一个损坏的坏块。
而此时恢复数据需要的是一个跟原始数据块一样的页，而Double Write刚好存的就是数据块的副本，然后Redo Log再对数据块进行重做操作进行恢复。
可以这么说Double Write与Redo Log对于容灾场景，缺一不可。
总结
Double Write 部分页写入问题，崩溃恢复策略解决了每个阶段的Crash问题，结合Redo Log对崩溃数据能进行完成性恢复。
数据页落盘刷新的过程如下：
- Mysql的WAL日志预写日志，在数据页修改前先记录Redo Log
- Buffer Pool 数据页先copy到Double Write Buffer 的内存里
- Double Write Buffer 的内存数据刷到Double Write【磁盘中的共享表空间 ibdata】
- Double Write Buffer 的内存再刷到数据磁盘上【数据文件 ibd】
文末安利一波：
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