InnoDB重做日志架构和innodb_redo_log_capacity系统变量(译文)

oracleace 2023-01-12

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说明：从MySQL 8.0.30开始，InnoDB的重做日志架构发生了重大变化，重做日志文件被固定为32个，并存放在一个专门的目录下面，用户可以使用系统变量innodb_redo_log_capacity在线修改重做日志容量，原来的innodb_log_files_in_group和innodb_log_file_size两个系统变量已经废弃。

原文网址：https://lefred.be/content/dynamic-innodb-redo-log/ (有删节和修改)

作者：Frédéric Descamps，Oracle公司MySQL社区经理，知名MySQL布道师。

关于译者，姚远：

Oracle ACE（Oracle和MySQL数据库方向）
华为云MVP
《MySQL 8.0运维与优化》的作者
中国唯一一位Oracle高可用大师
拥有包括 Oracle 10g和12c OCM在内的20+数据库相关认证。
曾任IBM公司数据库部门经理
现在一家第三方公司任首席数据库专家，服务2万+客户。

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系统变量innodb_redo_log_capacity

从MySQL 8.0.30开始，InnoDB的重做日志架构发生了重大变化，之前官方MySQL的大部分更新都是变得更加像Oracle，但这次把挺像Oracle的重做日志给改的不像Oracle了。重做日志文件被固定为32个，并存放在一个专门的目录下面，用户可以使用系统变量innodb_redo_log_capacity在线修改重做日志容量，原来的innodb_log_files_in_group和innodb_log_file_size两个系统变量已经废弃，除非innodb_redo_log_capacity没有设置。重做日志容量不；足会导致性能问题，但重做日志设置过大会浪费磁盘空间，并在崩溃恢复时增加恢复时间。

innodb_redo_log_capacity默认为100MB，如果容量不够，在MySQL的错误日志中会有下面的提示：

[Warning] [MY-013865] [InnoDB] Redo log writer is waiting for a new redo log file. Consider increasing innodb_redo_log_capacity.

可以使用下面的命令把日志容量设置为200MB：

set global innodb_redo_log_capacity=200*1024*1024;

重做日志文件的位置也变了，不在是在数据目录（datadir）下面，现在存放在innodb_log_group_home_dir变量指定的目录下的#innodb_redo（注意：前面的井号不是输入的错误）目录中，innodb_log_group_home_dir变量默认是数据目录（datadir）。检查这个目录内容如下：

root@ubuntu:/var/lib/mysql/#innodb_redo# ls
'#ib_redo50634'  '#ib_redo50638'      '#ib_redo50642_tmp'  '#ib_redo50646_tmp'  '#ib_redo50650_tmp'  '#ib_redo50654_tmp'  '#ib_redo50658_tmp'  '#ib_redo50662_tmp'
'#ib_redo50635'  '#ib_redo50639'      '#ib_redo50643_tmp'  '#ib_redo50647_tmp'  '#ib_redo50651_tmp'  '#ib_redo50655_tmp'  '#ib_redo50659_tmp'  '#ib_redo50663_tmp'
'#ib_redo50636'  '#ib_redo50640_tmp'  '#ib_redo50644_tmp'  '#ib_redo50648_tmp'  '#ib_redo50652_tmp'  '#ib_redo50656_tmp'  '#ib_redo50660_tmp'  '#ib_redo50664_tmp'
'#ib_redo50637'  '#ib_redo50641_tmp'  '#ib_redo50645_tmp'  '#ib_redo50649_tmp'  '#ib_redo50653_tmp'  '#ib_redo50657_tmp'  '#ib_redo50661_tmp'  '#ib_redo50665_tmp'

这里有两类文件：

#ib_redoXXX（其中XXX是一个序列号）：这些是活跃的重做日志文件，这里一共有6个。
#ib_redoXXX_tmp：那些是备用重做日志文件，这里一共26个。

InnoDB试图总共维护32个重做日志文件，每个文件的大小相等，并且是innodb_redo_log_capacity的1/32。

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新的重做日志架构

下面的图说明了重做日志的架构，图中有32个格子，每个代表一个重做日志文件。

与重做日志相关的状态变量：

checkpoint_lsn（状态变量Innodb_redo_log_checkpoint_lsn）：LSN的检查点，在这个点之前的所有更改都已写入到数据文件中，这个点之后的重做日志在进行崩溃恢复时有用。
flushed_to_disk_lsn（状态变量Innodb_redo_log_flushed_to_disk_lsn）：重做日志中已刷新到磁盘的最后一个位置，但并不一定刷新到数据文件中。
current_lsn（状态变量Innodb_redo_log_current_lsn）：重做日志中已刷新到操作系统缓存中的最后一个位置，但并不一定刷新到磁盘中。

当重做日志到达第31个文件的末尾时，日志文件管理器将执行一些清理，一些不再需要的活动文件将成为新的备用文件，图中表示方法是把虚线部分的格子被从左边移动到右边。

SELECT file_id, start_lsn, end_lsn, 
       if(is_full=1,'100%',
          concat(round((((
               select VARIABLE_VALUE 
                 from performance_schema.global_status 
                where VARIABLE_NAME='Innodb_redo_log_current_lsn'
               )-start_lsn)/(end_lsn-start_lsn)*100),2),'%')) full,
          concat(format_bytes(size_in_bytes),"  " ,
          format_bytes(@@innodb_redo_log_capacity) ) file_size, 
      (select VARIABLE_VALUE from performance_schema.global_status 
        where VARIABLE_NAME='Innodb_redo_log_checkpoint_lsn') checkpoint_lsn,
      (select VARIABLE_VALUE from performance_schema.global_status 
        where VARIABLE_NAME='Innodb_redo_log_current_lsn') current_lsn, 
      (select VARIABLE_VALUE from performance_schema.global_status 
        where VARIABLE_NAME='Innodb_redo_log_flushed_to_disk_lsn') flushed_to_disk_lsn,
      (select count from information_schema.INNODB_METRICS 
        where name like 'log_lsn_checkpoint_age') checkpoint_age 
FROM performance_schema.innodb_redo_log_files;

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蛇的比喻

新的重做日志架构可以被视为一条蛇，这条蛇对应崩溃恢复时需要的重做日志信息，它分布在笼子上，每个笼子对应一个重做日志文件。这些笼子连续连接，这样蛇就可以持续前进。蛇的大小可以长得更长或缩小，当重做日志增加时，蛇的头部（current_lsn）向右移动，当InnoDB将肮页从缓冲池刷新到数据文件中时，不需要的重做日志信息被截断，蛇的尾巴（checkpoint_lsn）也向右移动。当蛇到达右边倒数第二个笼子的末端时，InnoDB从左边取出不再需要的笼子，把这些笼子放在右边。笼子的数量总是32个（除非非常特殊的情况）。

下面看看蛇的长度和负载的关系的例子，当没有负载时：

在没有负载时，我们可以看到current_lsn、checkpoint_lsn和flushed_to_disk_lsn具有相同的值。它们都在最后一个活动日志中(id 10844)。这是蛇的长度是最小值，512个字节。

有负载时：

这时蛇的长度是7.68Mib。

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计算最佳InnoDB重做日志容量

可以根据Innodb_redo_log_current_lsn系统变量的变化计算出产生的InnoDB重做日志大小，在业务高峰期，您可以执行下面的4条SQL（放在一行中）计算InnoDB产生的重做日志的大小：

select VARIABLE_VALUE from performance_schema.global_status 
 where VARIABLE_NAME='Innodb_redo_log_current_lsn' into @a;select sleep(60) into @garb ;select VARIABLE_VALUE from performance_schema.global_status 
 where VARIABLE_NAME='Innodb_redo_log_current_lsn' into @b;select 
 format_bytes(abs(@a - @b)) per_min, format_bytes(abs(@a - @b)*60) per_hour;