MySQL后台线程整理总结

 本文整理自《MySQL技术内幕 InnoDB存储引擎》

MySQL的服务实现通过后台多个线程、内存池、文件交互来实现对外服务的，不同线程实现不同的资源操作，各个线程相互协助，共同来完成数据库的服务。
以下简单总结MySQL的一些后台线程以及主要作用，以及innodb引擎的变化升级情况。

整体上看，MySQL的后台线程概括如下，分为master thread，IO thread，purge thread，page cleaner thread

这其中，Master Thread是MySQL的最核心的线程，其中实现了多种功能，同时也在不断地改进与优化。
InnoDB 1.2.X之前版本的Master Thread主要工作内容，
如下是伪代码来描述 Master Thread

MasterThread
{

    //每1秒一次操作涉及的行为
    PerSecondOperation()
    {
        1，刷新redo日志缓冲到磁盘，不管是否提交（总是）
　　　　　　属于master thread中的checkpoint实现

        2，合并插入缓冲（可能），根据一秒之内发生的IO次数，如果小于5，则执行合并插入缓冲的操作

        3，最多刷新100个Innodb缓冲池中的脏页到磁盘（可能），
            if(buf_get_modified_ratio_pct>buf_max_dirty_pages_pct>buf_get_modified_ratio_pct)
            　　执行刷新100个脏页到磁盘
　　　　 4. checkpoint

        5，如果当前没有用户活动，切换到background模式
    }


    //每10秒一次操作涉及的行为
    TenSecondOperation()
    {
        1，刷新100个Innodb缓冲池中的脏页到磁盘（可能），
           判断过去10秒之内IO操作是否小于200次，如果是，刷新100个脏页到磁盘------>硬编码

        2，合并最多5个插入缓冲（总是），无条件，总是执行合并最多5个插入缓冲

        3，日志缓存刷新到磁盘（总是）

        4，删除无用的undo页（总是），每次最多尝试回收20个页---->硬编码

        5，刷新100或者10个脏页到磁盘（总是）：---->硬编码
            脏页比例>70%==>刷新100个脏页到磁盘，
            脏页比例<70%==>刷新10个脏页到磁盘
　　　　　6. checkpoint

　　} 
　　//BackgroundOperation线程  
　　BackgroundOperation() 
　　{ 1，删除无用的Undo页（总是）

        2，合并20个插入缓冲（总是）

        3，跳回到主循环（总是）

        4，不断刷线100个直到page到磁盘，直到满足(脏页小于参数buf_max_dirty_pages_pct)。
    }
}

不难发现，InnoDB 1.2.X之前的版本写死了很多参数，
InnoDB 1.2.X之后版本的Master Thread根据实际情况，灵活地增加了一些配置参数，尤其是与IO有关的innodb_io_capacity参数。
innodb_io_capacity表示物理存储的IO能力，在后台线程与物理存储IO交互的时候，由于不同的存储设备有不同的IO处理能力，
innodb_io_capacity就表示物理存储的IO处理能力的参，默认值是200
通过根据实际存储情况对innodb_io_capacity的配置，可以最大化地提高MySQL服务器的处理性能。

MasterThread
{

    1，增加参数innodb_io_capacity,合并插入缓冲=innodb_io_capacity*5%；刷新脏页数量=innodb_io_capacity
    2，buf_max_dirty_pages_pct默认值修改为75%
    3，innodb_purge_batch_size,回收undo页的配置，默认值20


    //每1秒一次操作涉及的行为
    PerSecondOperation()
    {
        1，刷新redo日志缓冲到磁盘，不管是否提交（总是）

        2，合并插入缓冲（可能），根据一秒之内发生的IO次数：
           if(过去1秒钟的ios<5%innodb_io_capacity）
           {    
               执行合并5%innodb_io_capacity个page的插入缓冲的操作
           }

        3，刷新缓冲池中的脏页到磁盘（可能）：
           if(buf_get_modified_ratio_pct>buf_max_dirty_pages_pct)
                刷新脏页个数：100%*innodb_io_capacity
           if(buf_get_modified_ratio_pct<buf_max_dirty_pages_pct)
                刷新脏页个数：10%*innodb_io_capacity

　　　　　4. checkpoint

　　　　　　
        5，如果当前没有用户活动，切换到background模式

    }
    //每10秒一次操作涉及的行为
    TenSecondOperation()
    {
    
        1，刷新缓冲池中的脏页到磁盘（可能）：
           if(buf_get_modified_ratio_pct>buf_max_dirty_pages_pct)
                刷新脏页个数：100%*innodb_io_capacity
           if(buf_get_modified_ratio_pct<buf_max_dirty_pages_pct)
                刷新脏页个数：10%*innodb_io_capacity

        2，合并插入缓冲（可能），根据过去一秒之内发生的IO次数：
            if(ios<5%innodb_io_capacity）
            {    
                执行合并5%innodb_io_capacity个page的插入缓冲的操作
            }

        3，日志缓存刷新到磁盘（总是）
        
        4，删除无用的undo页（总是）
           根据参数：innodb_purge_batch_size

　　　　 5. checkpoint　　　　　

    }

    BackgroundOperation()
    {
        1，删除无用的Undo页（总是）

        2，合并innodb_io_capacity个插入缓冲（总是）

        3，跳回到主循环（总是）

        4，不断刷线innodb_io_capacity个page到磁盘，直到满足(脏页小于参数buf_max_dirty_pages_pct)。
    }

}

1.2.x版本中, 将刷新脏页的操作从master thread 分离到一个单独的 page cleaner thread 进程中. 进一步提高了系统的并发性，独立的page cleaer thread

PageCleanerThread()
{
    
    1，刷新缓冲池中的脏页到磁盘（可能）：
        if(buf_get_modified_ratio_pct>buf_max_dirty_pages_pct)
            刷新脏页个数：100%*innodb_io_capacity
        if(buf_get_modified_ratio_pct<buf_max_dirty_pages_pct)
            刷新脏页个数：10%*innodb_io_capacity
}

6. checkpoint