MySQL底层概述—3.InnoDB线程模型

大纲

1.InnoDB的线程模型

2.IO Thread

3.Purge Thread

4.Page Cleaner Thread

5.Master Thread

1.InnoDB的线程模型

InnoDB存储引擎是多线程的模型，因此其后台有多个不同的后台线程，负责处理不同的任务。

后台线程的作用一：负责刷新内存池中的数据，保证缓冲池中的内存缓存是最新的数据。

后台线程的作用二：将已修改的数据页刷新到磁盘文件，保证发生异常时能恢复到正常状态。

2.IO Thread

IO Thread主要用于：读取数据页 + 写入脏页 + 写入日志缓冲 + 写入写缓冲。InnoDB使用了大量的AIO(Async IO)来做读写处理，可以极大提高性能。在InnoDB之前的版本只有4个IO Thread：分别是Read、Write、Insert Buffer和Log Thread。后来版本将Read Thread和Write Thread分别增大到了4个，一共有10个。

mysql> show engine innodb status;
--------
FILE I/O
--------
I/O thread 0 state: waiting for completed aio requests (insert buffer thread)
I/O thread 1 state: waiting for completed aio requests (log thread)
I/O thread 2 state: waiting for completed aio requests (read thread)
I/O thread 3 state: waiting for completed aio requests (read thread)
I/O thread 4 state: waiting for completed aio requests (read thread)
I/O thread 5 state: waiting for completed aio requests (read thread)
I/O thread 6 state: waiting for completed aio requests (write thread)
I/O thread 7 state: waiting for completed aio requests (write thread)
I/O thread 8 state: waiting for completed aio requests (write thread)
I/O thread 9 state: waiting for completed aio requests (write thread)

Read Thread负责读操作，将数据从磁盘加载到缓存，4个。Write Thread负责写操作，将缓存脏页刷新到磁盘，4个。Log Thread负责将日志缓冲区内容刷新到磁盘，1个。Insert Buffer Thread负责将写缓冲内容刷新到磁盘，1个。

3.Purge Thread

事务提交后，其使用的undo日志将不再需要了，因此需要Purge Thread回收已经分配的undo页。InnoDB支持多个Purge Thread，以便能加快回收undo页，释放内存。

mysql> show variables like '%innodb_purge_threads%';


+----------------------+-------+
| Variable_name        | Value |
+----------------------+-------+
| innodb_purge_threads | 4     |
+----------------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

4.Page Cleaner Thread

Page Cleaner Thread的作用是：刷脏页 + 清理redo log日志文件。也就是将脏数据刷新到磁盘，脏数据刷盘后相应的redo log就可以被覆盖了。既可以同步数据，又能让redo log达到循环使用的目的。

其中Page Cleaner Thread会调用Write Thread线程进行处理。

mysql> show variables like '%innodb_page_cleaners%';
+----------------------+-------+
| Variable_name        | Value |
+----------------------+-------+
| innodb_page_cleaners | 1     |
+----------------------+-------+

5.Master Thread

(1)Master Thread的具体工作

(2)Master Thread的定时处理

Master Thread是InnoDB的主线程，负责调度其他各线程，优先级最高。作用是：定时刷脏页 + 回收undo log + 写入redo log + 合并写缓冲。

(1)Master Thread的具体工作

一.调用Page Cleaner Thread进行脏页的刷新

二.调用Purge Thread进行undo log的回收

三.调用Log Thread进行redo log的刷新

四.调用Insert Buffer Thread进行合并写缓冲

(2)Master Thread的定时处理

Master Thread内部有两个定时处理，分别是每隔1秒和10秒的定时处理。

一.每隔1秒的操作

操作1：每秒刷新脏页数据到磁盘，但需要脏页比例达到75%才操作

innodb_io_capacity用来表示IO的吞吐量，默认200。对于刷新到磁盘页的数量，会按照innodb_io_capacity的百分比来控制。从缓冲池刷新脏页时，刷新脏页的数量为innodb_io_capcity。

mysql> show variables like 'innodb_io_capacity';
+--------------------+-------+
| Variable_name      | Value |
+--------------------+-------+
| innodb_io_capacity | 200   |
+--------------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

如果缓冲池中脏页比例大于innodb_max_dirty_pages_pct(默认75%)：刷新脏页到磁盘的数量是innodb_io_capacity的值。

mysql> show variables like 'innodb_max_dirty_pages_pct';
+----------------------------+-----------+
| Variable_name              | Value     |
+----------------------------+-----------+
| innodb_max_dirty_pages_pct | 75.000000 |
+----------------------------+-----------+

操作2：每秒合并写缓冲区的数据

其实并不是每秒都会合并写缓冲区数据的。如果前一秒的IO次数小于5，则认为IO压力小，可执行合并插入缓冲操作。

操作3：每秒刷新日志缓冲区到磁盘

即使事务没有提交，也会每秒将重做日志缓冲刷新到重做日志文件中。因此可以理解为什么再大再长的事务提交，时间也是很短的。

二.每隔10秒的操作

操作1：每10秒刷新脏页数据到磁盘

从缓冲池刷新脏页时，脏页的数量为innodb_io_capcity。

操作2：每10秒合并写缓冲区

合并插入缓冲是innodb_io_capacity的5%。

操作3：每10秒刷新日志缓冲区

操作4：每10秒删除无用的undo页