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MySQL数据库InnoDB存储引擎的Group Commit(二)

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今天发现Percona Release的Percona-Server-5-5-18-23-0已经完成了Group Commit工作,而且是用最优雅的方式(移植了MariaDB数据库的实现,而不是workaround),心里难掩激动。

这篇文章接前篇继续介绍一下问题的背景:什么是Group Commit,现在的官方版本Group Commit做到了什么程度?

1. 什么是Group Commit


MySQL数据库InnoDB存储引擎在做事务的时候,使用的日志先行(Write-ahead logging)的方式保证事务的快速和持久,所以每次事务完成都要求日志必须持久化到磁盘,在Linux上对应的操作就是“write and fsync”,write 速度是很快的,一般对应的写Page Cache,而fsync则要求文件系统把对应文件的哦Page Cache必须持久化到磁盘上,而对于传统磁盘一次写操作大约需要1~3ms(不说BBU),这意味着对于传统磁盘1秒钟最多最多做333~1000个事 务,这是不理想的,对硬件的利用率(吞吐量)也是非常低。

所以,这里就有了Group操作的概念,即当好几个线程都要fsync同一个日志文件时,我们将这些fsync合并到一次来做。简单举例:我们让系 统每2ms做一次fsync,这样如果这2ms内有100个线程都需要做fsync,那就赚到了,原本100个fsync都独立来做那耗时会非常多的。

你肯定会说,难道这不是很简单的想法吗?是的,这就是原本是很简单、也很自然的想法。

但对MySQL来说却变成了一种奢求(看看这个Bug讨论)。

2. 为啥MySQL一直没有实现?

MySQL是不是太弱了,这么简单的事情都搞不定?不是的。

MySQL从开源到现在,成功的一个非常重要的原因,就是MySQL的插件式架构。如果MySQL只是MyISAM估计不会有现在的流行程度,插件 式的架构让诸如Heikki Tuuri有了发挥空间,在InnoDB和MySQL一起时,MySQL才能算是一个真正的DBMS。再到后来,有Infobright、 FEDERATED、PBXT等等。

插件式的架构给MySQL带来了活力,做出牺牲便是在上层(MySQL)和下层(存储引擎)交互时带来的额外消耗,有时甚至上层和下层需要做一些重复工作。无法做Group Commit就是这其中的牺牲之一。

 

3. 现在的官方版本Group Commit做到了什么程度

InnoDB在一次事务中,有两次fsync,分别是prepare阶段和commit阶段,对于这两次操作InnoDB都是实现了Group操作的。

如果你设置了binlog_sync=1,则又多了一次fsync操作(参考MYSQL_BIN_LOG::flush_and_sync),这次操作在innobase_xa_prepare和innodb_commit之间:

binlog_prepare (do nothing)
innodb_prepare

binlog_commit
innobase_commit

这次fsync,在MySQL中一直都无法做Group。所以,一直以来当innodb_flush_log_at_trx_commit和binlog_sync都等于1的时候,MySQL数据库的性能就非常、非常糟糕。原因是为了保证InnoDB内部Commit的顺序和MySQL日志的顺序一致(参考)。

4. 开源社区的努力

难道没人去解决这个问题吗?不是的。有很多人已经做出了努力,直到Kristian Nielsen@MariaDB提出了理论和实际上的最优解决方案。

Mark Callaghan@Facebook关于Group Commit做的工作:FB的基本实现 | FB的问题和改进 | 性能 | 对比MariaDB的实现(对比的结果是MariaDB完胜,无论是方案架构还是性能)

Facebooke可以说是通过一个Trick快速实现了Group Commit。而Kristian Nielsen@MariaDB这是从架构上根本的解决了这个问题。

MariaDB数据库关于Group Commit架构和实现: WL116 | WL132 | WL164

建议继续学习:

  1. MySQL数据库InnoDB存储引擎的Group Commit(一)    (阅读:1621)
  2. Docker基础技术:Linux CGroup    (阅读:1219)
  3. Raft 为什么不能直接 commit 前任的日志?    (阅读:650)
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