21. CheckPoint

CheckPoint的作用

• 缩短数据库的恢复时间
  • 数据库宕机恢复依赖redo log。当恢复时不需要重做所有日志，因为CheckPoint之前的页都已经刷盘，只需要对CheckPoint之后的日志进行恢复，从而缩短恢复时间
• 缓冲池不够用时，将脏页刷新到磁盘
  • 当缓冲池不够时，LRU算法会溢出最近最少使用的页，若此页为脏页，会强制CheckPoint，将该脏页刷回到磁盘
• 重做日志不可用时，刷新脏页
  • 不可用是因为对重做日志的设计是循环使用。重做日志可以被重用的部分，是指当数据库恢复时不需要的部分。若此时这部分重做日志还有用，则强制执行CheckPoint，将缓冲池的页刷新至少刷新到磁盘

1. 数据页首先被读入BP中，当数据页中的某几条记录被更新或者插入新的记录时，所有的操作都是在Buffer Pool 先完成的；
2. Buffer Pool中的某个页和磁盘中的某个页在（Space， Page_Number）上是相同的，但是其内容可能是不同的（Buffer Pool中的被更新过了），形成了脏页；
3. 要定期将缓冲池中的脏页刷回磁盘（Flush），达到最终一致，即通过CheckPoint机制来刷脏页；

LSN

root@mysqldb 14:46:  [(none)]> show engine innodb status\G
-- 省略其他
---
LOG
---
Log sequence number          5552603620    -- 当前内存中最新的LSN
Log buffer assigned up to    5552603620
Log buffer completed up to   5552603620
Log written up to            5552603620
Log flushed up to            5552603620    -- redo刷新到磁盘的LSN
Added dirty pages up to      5552603620
Pages flushed up to          5552603620    -- 最后一个刷新到磁盘上的页的最新的LSN（NEWEST_MODIFICATION）
Last checkpoint at           5552603620    -- 最后一个刷新到磁盘上的页的第一次被修改的LSN（OLDEST_MODIFICATION）
Log minimum file id is       41
Log maximum file id is       41
32 log i/o's done, 0.00 log i/o's/second

• LSN(Log Sequence Number) 是一个字节数。
  • Log sequence number 和 Log flushed up 这两个LSN可能会不同，运行过程中后者可能会小于前者，因为redo日志也是先在内存中更新，再刷到磁盘的。
• Pages flushed up 与 Last checkpoint 其实都指向了最后一个刷新到磁盘的页，只是 Pages flushed up 代表了页中的 NEWEST_MODIFICATION，而 Last checkpoint 代表了页中的 OLDEST_MODIFICATION。
  • FLUSH LIST 使用 OLDEST_MODIFICATION 进行记录并排序，那在刷新脏页时， CheckPoint 的 LSN 值就对应的是 当前刷新到某个页 的 OLDEST_MODIFICATION ；
  • 当某个页只被修改过一次，则 Pages flushed up 与 Last checkpoint 会相等，反之多次修改，则 Pages flushed up 大于 Last checkpoint；
  • 在恢复时，从 CheckPoint 开始恢复，如果当前页的LSN大于CheckPoint的LSN，则表示不需要恢复了；（https://www.cnblogs.com/DataArt/p/10236642.html）

日志（redo）中的LSN

• 假设当前的LSN为 C ，此时对某个页做修改，则会产生 M 个字节的日志（需要写入M个字节的日志），那此时的 LSN 则为 C+M 。依次类推，LSN是一个 单调递增 的值（字节数）。
• 日志中的LSN代表了日志一共写入了多少个字节。

页中的LSN

页中也存在LSN，表示该页被修改的时候，对应的日志的LSN是多少；

root@mysqldb 15:05:  [(none)]> desc information_schema.INNODB_BUFFER_PAGE_LRU;
+---------------------+-----------------+------+-----+---------+-------+
| Field               | Type            | Null | Key | Default | Extra |
+---------------------+-----------------+------+-----+---------+-------+
| POOL_ID             | bigint unsigned | NO   |     |         |       |
| LRU_POSITION        | bigint unsigned | NO   |     |         |       |
| SPACE               | bigint unsigned | NO   |     |         |       |
| PAGE_NUMBER         | bigint unsigned | NO   |     |         |       |
| PAGE_TYPE           | varchar(64)     | YES  |     |         |       |
| FLUSH_TYPE          | bigint unsigned | NO   |     |         |       |
| FIX_COUNT           | bigint unsigned | NO   |     |         |       |
| IS_HASHED           | varchar(3)      | YES  |     |         |       |
| NEWEST_MODIFICATION | bigint unsigned | NO   |     |         |       |     -- 该页最近一次（最新）被修改的LSN值
| OLDEST_MODIFICATION | bigint unsigned | NO   |     |         |       |
| ACCESS_TIME         | bigint unsigned | NO   |     |         |       |     -- 该页在Buffer Pool中第一次被修改的LSN值
| TABLE_NAME          | varchar(1024)   | YES  |     |         |       |
| INDEX_NAME          | varchar(1024)   | YES  |     |         |       |
| NUMBER_RECORDS      | bigint unsigned | NO   |     |         |       |
| DATA_SIZE           | bigint unsigned | NO   |     |         |       |
| COMPRESSED_SIZE     | bigint unsigned | NO   |     |         |       |
| COMPRESSED          | varchar(3)      | YES  |     |         |       |
| IO_FIX              | varchar(64)     | YES  |     |         |       |
| IS_OLD              | varchar(3)      | YES  |     |         |       |
| FREE_PAGE_CLOCK     | bigint unsigned | NO   |     |         |       |
+---------------------+-----------------+------+-----+---------+-------+
20 rows in set (0.01 sec)