InnoDB IO路径源码的示例分析

这篇文章主要介绍InnoDB IO路径源码的示例分析，文中介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们一定要看完！

InnoDB实现IO Flush通过“os_file_flush”宏收敛，macro展开后为”os_file_flush_func”。

接下来，我们重点看一下，还有其它哪些场景会调用到这个os_file_flush_func函数：

buf_dblwr_init_or_load_pages中，在double buffer 做crash恢复时，如果设置了reset_space_ids为”true”

fil_create_new_single_table_tablespace中，创建表数据文件时

fil_user_tablespace_restore_page中，从double writer buffer中copy page时

fil_tablespace_iterate中，如果iterate page失败时，会做一次sync

os_file_set_size中，在文件新创建时初始化文件大小时

从上面可以看出，直接调用os_file_flush_func还是非常少的。那么系统中还有一些是调用os_file_flush_func的上层函数fil_flush：

buf_dblwr_flush_buffered_writes中，flush double write buffer到disk

buf_dblwr_write_single_page中，单页flush到disk中

buf_flush_write_block_low中，flush block到disk中，一般在调double write buffer“buf_dblwr_flush_buffered_writes“之后调用

buf_LRU_remove_pages中，delete某个tablespace中的page时，做sync调用

fil_rename_tablespace中，rename一个tablespace时调用

fil_extend_space_to_desired_size中，extend space时

fil_flush_file_spaces中，flush 批量tablespace的page时，被ha_innodb的force checkpoint时调用，shutdown DB时调用等

log_io_complete中，log io完成时，checkpoint write以及其它，是否调用受sync方式影响，非commit依赖

log_write_up_to中，commit事务时，这个是重点，innodb 的log file都会调用，而且是同步

create_log_files_rename中，rename log file时

innobase_start_or_create_for_mysql中，创建新的文件时

在fil_flush函数中，所有文件的flush cache行为受fil_system->mutex保护。因此不管是data file还是log file，文件级别的flush是串化的。那么具体是怎么来控制的呢？

检查file node中的n_pending_flushes，如果大于“0”就一直retry

如果为“0”，进入flush阶段，在正式开始flush之前，先将n_pending_flushe加“1”，这个操作受上文提到的“fil->mutex“保护

调用“os_file_flush“ flush完成之后，n_pending_flushes减“1”，也同样由“fil->mutex“保护

下面是MySQL中retry的代码：

下面是MySQL中flush的代码：

上面提到的逻辑，对于log file也同样处理。Log file的tablespace为log space。对于log file，还受到log_sys->mutex的保护，在log_write_up_to函数中。

Log file的flush行为收敛到“log_write_up_to”函数体中，再调用fil_flush，最终走到os_file_flush_func。

MySQL在commit的时候，如果”innodb_flush_log_at_trx_commit=1”时，调用两次同步的log_write_up_to，一次是innobase log file 的flush，一次是bin log的flush。

如果关掉bin log，则在ordered_commit函数中，不会走sync_blog分支。以下是关掉和不关掉时，innobase flush log file的执行路径。

不带binlog时的Innobase 的pstack如下：

带Binlog的flush pstack如下：

从上面大致的调用来看，log_write_up_to()和log_io_complete()将是重点，因为这些flush在file级别是串行的，commit时的rt主要由这些串化带来。

接下来我们看一下log_write_up_to的调用者都有那些：

buf_flush_write_block_low，在force flush中调用，保证日志必须先于数据落地，刷脏页时，由page_cleaner_do_flush_batch()发起调用到此函数

innobase_flush_logs，在commit时调用，主要由flush binlog分支调用

trx_flush_log_if_needed_low，在commit时调用，主要由flush innodb log file时调用

log_buffer_flush_to_disk，log buffer刷日志到disk

log_buffer_sync_in_background，后台线程同步log buffer到disk，由srv_master_thread 线程调srv_sync_log_buffer_in_background()调用到，每秒一次

log_flush_margin，主要为腾挪log buffer空间时调用

log_checkpoint，主要在做checkpoint时调用到，由srv_master线程调用srv_master_do_idle_tasks()，每秒做一次

log_io_complete()函数的调用情况：

fil_aio_wait，aio wait中如果是log io将会调用此方法

从上面分析可以看到，主要影响RT比较严重的还是因为刷脏页导致的log_sys->mutex争用。另外，log_buffer_sync_in_background和log_checkpoint，这两个都是由后台srv_master_thread线程每隔一秒调用到。

但是这两个方法不一定会执行fil_flush，所以不是影响的主因。gdb挂上去后，大致会走到fil_flush争用的pstack如下：

因此，总结起来，应该是commit做的两次fsync加上一次page cleaner做的log_write_up_to()。另外，还有一个fil_aio_wait完成时，如果是log io，就会做一次log_io_complete()。

这四次fsync都会对用户的rt有影响，commit的两次无可避免，后面两次最多也就是调整频率。另外是否可以改变fsync的方式？这个读者可以思考。

比oracle实现差，oracle不会作强制的，我记得是给一个标记，策略还是按redo自己的策略来做。oracle的实现应该是考虑到这一点了.

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