Checkpoint技術

　　前篇 InnoDB體系架構（二）內存 從緩沖池、緩沖池的管理、重做日誌緩沖、額外內存緩沖這四個點介紹了InnoDB存儲引擎的內存結構，而在將緩沖池的數據刷新到磁盤的過程中使用到了Checkpoint技術，這篇文章我們著重講解一下Checkpoint在內存中到應用。

一、Checkpoint使用背景

　　由於日常DML語句，如：Update / Delete操作首先操作了緩沖池的數據，並沒有立即寫入到磁盤，這有可能會導致內存中數據與磁盤中的數據產生不一致的情況。而與磁盤數據不一致的緩沖池的頁就是我們常說的臟頁。而checkpoint的工作，就是將內存中的臟頁，在一定條件下將臟頁刷新到磁盤。

　　如果在從緩沖池將頁數據刷新到磁盤的過程中發生宕機，那麽數據就無法恢復了；為了避免這種情況的發生，采用了Write Ahead Log策略，即當事務提交時，先寫重做日誌，再修改頁，這樣發生宕機也可以通過重做日誌進行恢復。

二、Checkpoint的目的　　

　　1. 如果重做日誌太大，那麽數據庫啟動的時候恢復時間過長；

　　2. 緩沖池不夠用時，需要先將臟頁數據刷新到磁盤中；

　　3. 重做日誌不可用時，刷新臟頁到磁盤；

三、Checkpoint的運作機制

　　在了解運作機制之前，先來思考一下這幾個問題：Checkpoint發生的時間？ 發生的條件？ 臟頁（對象）的選擇？

　　在InnoDB存儲引擎內部，Checkpoint分為了兩種：

　　(一） Sharp Checkpoint

　　　　Sharp Checkpoint 發生在數據庫關閉時，將所有的臟頁都刷新回磁盤，這是默認的工作方式，參數：innodb_fast_shutdown=1。

　　(二）Fuzzy Checkpoint

　　　　在InnoDB存儲引擎運行時，使用Fuzzy Checkpoint進行頁刷新，只刷新一部分臟頁。在以下四種情況下會出發Fuzzy Checkpoint：

　　　　1. Master Thread Checkpoint

　　　　對於Master Thread，以每秒或者每N秒的速度將緩沖池的臟頁列表刷新一定比例的頁回磁盤，這個過程是異步的，用戶查詢線程不會阻塞。

　　　　2. FLUSH_LRU_LIST Checkpoint

為了保證LRU列表中有100個左右的空閑頁可使用，在InnoDB 1.1.x版本之前，用戶查詢線程會檢查LRU列表是否有足夠的空間操作。如果沒有，根據LRU算法，溢出LRU列表尾端的頁，如果這些頁有臟頁，需要進行checkpoint。因此叫：FLUSH_LRU_LIST Checkpoint。

3. Async/Sync Flush Checkpoint

Async/Sync Flush checkpoint 發生在重做日誌不可用的時候（滿了），將buffer pool中的一部分臟頁刷新到磁盤中，在臟頁寫入磁盤之後，事物對應的重做日誌也就可以釋放了。關於redo_log文件的的大小，可以通過innodb_log_file_size來配置。

4. Dirty Page too much Checkpoint

InnoDB體系架構（三）Checkpoint技術