Mysql innodb为什么要有Redo log和双写缓冲区

一直以来我都有个疑问，双写缓冲区存在的必要性，我知道Redo log是用来保持数据持久性一致性的，觉得好像没必要再来个双写缓冲区。

后来又因为双写缓冲区的内容是脏页的副本。这时候我就觉得Redo log是多余的，完全可以用双写缓冲区来代替Redo log实现宕机后数据的持久性。

如果没有redo log和双写缓冲区：

以 UPDATE t SET c1=10 WHERE id=1为例，磁盘上的数据页记录为c1=5

innodb开启一个事务，

1.先查询buffer pool中，未发现数据，它会将磁盘上的数据页加载到buffer pool中，buffer pool中即存在数据c1=5

2.执行事务修改数据，将buffer pool中的数据修改成了c1=10，此时buffer pool中的这个数据页就变成了脏页

3.过了一段时间，准备将脏页数据写入到磁盘

此时会发生的情况包括：

1.脏页还没开始写，如果宕机了，事务的持久性没有了，修改全部失效了（相当于有双写缓冲区，没有Redo Log的情况）

ok，让我们来解决这个问题，在脏页还没开始写之前，我们在事务提交之后先记录一个文件，就叫做redo log吧，这样就算在宕机了，我们还可以从redo log中恢复事务修改的数据。如果redo log记录失败，那么我们就当是事务执行失败了，也就不需要恢复了，当然这种几率相比较脏页直接写的几率低很多，而且因为redo log是顺序写，比脏页的随机刷盘要快很多。

2.脏页写到一半，如果宕机了，数据页的完整性也没有了（相当于有Redo Log，没有双写缓冲区的情况）

因为redo log的重写操作的前提需要数据页保持完整，这时候我们可以在脏页刷盘之前，先不操作原来的数据页，先在一个临时的连续的磁盘空间（也就是双写缓冲区）中存储一下要修改的脏页内容。如果存储成功再修改原来的数据页，这样就算原来的数据页写到一半失败了，也可以从这个临时空间中进行恢复。如果这个临时空间记录到一半呢？那么就会丢弃这段记录，但是至少原来的数据页是完整对吧。

针对redo log为什么需要数据页保持完整，详情查看另一篇文章Redo Log 对于不完整的数据页不能直接覆盖写吗

1.如果是单纯的逻辑不一致，比如某条数据的部分字段修改了，部分字段未及时修改，那可以靠redo log恢复

下面两种数据页不完整的情况是无法用redo log来恢复的

1.如果数据页的页头页尾的元数据未能正确写入，导致innodb无法识别页的有效性

2.如果磁盘故障，导致数据页内容全部损坏，如乱码或者全0

以下时一个正常的流程：

以 UPDATE t SET c1=10 WHERE id=1为例，磁盘上的数据页记录为c1=5

innodb开启一个事务，

1.先查询buffer pool中，未发现数据，它会将磁盘上的数据页加载到buffer pool中，buffer pool中即存在数据c1=5

2.执行事务修改数据，将buffer pool中的数据修改成了c1=10，此时buffer pool中的这个数据页就变成了脏页

3.写redo log, 此时redo log之中的数据变成了c1=10

4.写双写缓冲区，此时双写缓冲区变成了c1=10

备注：双写缓冲区是在脏页刷盘之前会进行的操作，双写缓冲区相当于脏页的备份，当脏页刷盘失败的时候，此时是宕机状态。数据库要从宕机状态中恢复过来，会先去查看redo log日志，其中redo log日志的头部会包含checkpoint LSN（checkpoint LSN直译过来就是检查点 日志序列号，也就是记录了磁盘数据页同步数据同步到redo log的哪一行了，当脏页刷盘成功的时候，就会更新这个编号），如果checkpoint LSN小于redo log最新的行号，说明数据库宕机的时候还有数据未持久化完。这时候就会开始进行执行redo log未执行完的操作，找到相关的数据页，在找到的时候，会进行checksum校验和的检查，这是每个数据页的最尾端记录的，用于校验每个数据页的完整性的，如果校验失败，则会去通过双写缓冲区进行恢复。

5.写磁盘，也就是脏页的刷盘，如果刷盘成功，则数据页的数据变成c1=10

备注：如果刷盘失败后，数据页不完整，那至少双写缓冲区是完整的，因为双写缓冲区写完了才会开始写数据页。

备注：什么时候会开始脏页刷盘呢？详情见另一篇文章在 MySQL 的 InnoDB 存储引擎中，脏页（Dirty Page）的刷盘（Flush）时机

大致的话，分为

1.InnoDB 的 Page Cleaner 线程 会周期性地将脏页刷入磁盘，防止内存中脏页堆积。(buffer pool中的脏页比例达到阈值,默认90%|系统空闲时,后台线程主动刷盘减少突发IO的压力)

2.Redo Log的日志空间不住，需要推进Checkpoint LSN

3.Buffer pool需要引入新的数据页，内存不够用了，所以需要把脏页刷盘

4.数据库正常关闭的时候，重启的时候