深入了解MySQL数据库组提交group commit
引 言
前提：
- 以下讨论的前提 是设置MySQL的crash safe相关参数为双1：
sync_binlog=1
innodb_flush_log_at_trx_commit=1
背景说明：
- WAL机制 (Write Ahead Log)定义: WAL指的是对数据文件进行修改前，必须将修改先记录日志。MySQL为了保证ACID中的一致性和持久性，使用了WAL。
- Redo log的作用: Redo log就是一种WAL的应用。当数据库忽然掉电，再重新启动时，MySQL可以通过Redo log还原数据。也就是说，每次事务提交时，不用同步刷新磁盘数据文件，只需要同步刷新Redo log就足够了。相比写数据文件时的随机IO，写Redo log时的顺序IO能够提高事务提交速度。
- 组提交的作用:
- 在没有开启binlog时
Redo log的刷盘操作将会是最终影响MySQL TPS的瓶颈所在。为了缓解这一问题，MySQL使用了组提交，将多个刷盘操作合并成一个，如果说10个事务依次排队刷盘的时间成本是10，那么将这10个事务一次性一起刷盘的时间成本则近似于1。
- 当开启binlog时
为了保证Redo log和binlog的数据一致性，MySQL使用了二阶段提交，由binlog作为事务的协调者。而 引入二阶段提交 使得binlog又成为了性能瓶颈，先前的Redo log 组提交 也成了摆设。为了再次缓解这一问题，MySQL增加了binlog的组提交，目的同样是将binlog的多个刷盘操作合并成一个，结合Redo log本身已经实现的 组提交，分为三个阶段(Flush 阶段、Sync 阶段、Commit 阶段)完成binlog 组提交，最大化每次刷盘的收益，弱化磁盘瓶颈，提高性能。
图解：
下图我们假借“渡口运输”的例子来看看binlog 组提交三个阶段的流程：
在MySQL中每个阶段都有一个队列，每个队列都有一把锁保护，第一个进入队列的事务会成为leader，leader领导所在队列的所有事务，全权负责整队的操作，完成后通知队内其他事务操作结束。
Flush 阶段 (图中第一个渡口)
- 首先获取队列中的事务组
- 将Redo log中prepare阶段的数据刷盘(图中Flush Redo log)
- 将binlog数据写入文件，当然此时只是写入文件系统的缓冲，并不能保证数据库崩溃时binlog不丢失 (图中Write binlog)
- Flush阶段队列的作用是提供了Redo log的组提交
- 如果在这一步完成后数据库崩溃，由于协调者binlog中不保证有该组事务的记录，所以MySQL可能会在重启后回滚该组事务
Sync 阶段 (图中第二个渡口)
- 这里为了增加一组事务中的事务数量，提高刷盘收益，MySQL使用两个参数控制获取队列事务组的时机：
binlog_group_commit_sync_delay=N：在等待N μs后，开始事务刷盘(图中Sync binlog)
binlog_group_commit_sync_no_delay_count=N：如果队列中的事务数达到N个，就忽视binlog_group_commit_sync_delay的设置，直接开始刷盘(图中Sync binlog)
- Sync阶段队列的作用是支持binlog的组提交
- 如果在这一步完成后数据库崩溃，由于协调者binlog中已经有了事务记录，MySQL会在重启后通过Flush 阶段中Redo log刷盘的数据继续进行事务的提交
Commit 阶段 (图中第三个渡口)
- 首先获取队列中的事务组
- 依次将Redo log中已经prepare的事务在引擎层提交(图中InnoDB Commit)
- Commit阶段不用刷盘，如上所述，Flush阶段中的Redo log刷盘已经足够保证数据库崩溃时的数据安全了
- Commit阶段队列的作用是承接Sync阶段的事务，完成最后的引擎提交，使得Sync可以尽早的处理下一组事务，最大化组提交的效率
缺陷分析：
本文最后要讨论的bug(可通过阅读原文查看)就是来源于Sync 阶段中的那个binlog参数binlog_group_commit_sync_delay，在MySQL 5.7.19中，如果该参数不为10的倍数，则会导致事务在Sync 阶段等待极大的时间，表现出来的现象就是执行的sql长时间无法返回。该bug已在MySQL 5.7.24和8.0.13被修复。
到此这篇关于MySQL组提交(group commit)的文章就介绍到这了,更多相关MySQL组提交内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持！
