CheckPoint 是 MySQL 的 WAL 和 Redolog 的一个优化技术。

一、Checkpoint 机制

CheckPoint 做了什么事情？将缓存池中的脏页刷回磁盘。

checkpoint 定期将 db buffer 的内容刷新到 data file，当遇到内存不足、db buffer 已满等情况时，需要将 db buffer 中的内容/部分内容（特别是脏数据）转储到 data file 中。

 在转储时，会记录 checkpoint 发生的位置，在故障回复时候，只需要 redo/undo 最近的一次 checkpoint 之后的操作。

二、CheckPoint 作用

1、缩短数据库的恢复时间

当数据库宕机时，数据库不需要重做所有日志，因为 CheckPoint 之前的页都已经刷新回磁盘。只需对 CheckPoint 后的重做日志进行恢复，从而缩短恢复时间

2、缓冲池不够用时，将脏页刷新到磁盘

当缓存池不够用时，LRU 算法会溢出最近最少使用的页，若此页为脏页，会强制执行 CheckPoint，将该脏页刷回磁盘

3、Redo 日志不可用时，刷新脏页

不可用是因为对重做日志的设计是循环使用的。重做日志可以被重用的部分，是指当数据库进行恢复操作时不需要的部分。若此时这部分重做日志还有用，将强制执行 CheckPoint，将缓冲池的页至少刷新到当前重做日志的位置

三、CheckPoint 种类

InnoDB 存储引擎内部，有两种 Checkpoint，分别为：Sharp Checkpoint、Fuzzy Checkpoint

1、Sharp CheckPoint

发生在数据库关闭时，会将所有的脏页刷回磁盘，这是默认的工作方式，即参数 innodb_fast_shutdown=1。

但是若数据库在运行时也使用 Sharp Checkpoint，那么数据库的可用性就会受到很大的影响。故在 InnoDB 存储引擎内部使用 Fuzzy Checkpoint 进行页的刷新，即只刷新一部分脏页，而不是刷新所有的脏页回磁盘。

2、Fuzzy CheckPoint

为提高性能，数据库运行时使用 Fuzzy CheckPoint 进行页的刷新，即只刷新一部分脏页。

Fuzzy Checkpoint（模糊检查点）：

• Master Thread Checkpoint；

• FLUSH_LRU_LIST Checkpoint；

• Async/Sync Flush Checkpoint；

• Dirty Page too much Checkpoint

在 Innodb 事务日志中，采用了 Fuzzy Checkpoint，Innodb 每次取最老的 modified page(last checkpoint)对应的 LSN，再将此脏页的 LSN 作为 Checkpoint 点记录到日志文件，意思就是此 LSN 之前的 LSN 对应的日志和数据都已经 flush 到 redo log。

三、LSN 标记

InnoDB 引擎通过 LSN(Log Sequence Number)来标记版本，LSN 是日志空间中每条日志的结束点，用字节偏移量来表示。

1、LSN（Log Sequence Number）

• LSN 是用来标记版本的

• LSN 是 8 字节的数字

• 每个 page 有 LSN，redo log 也有 LSN，Checkpoint 也有 LSN

2、Log Sequence Number

当 mysql crash 的时候，Innodb 扫描 redo log，从 last checkpoint 开始 apply redo log 到 buffer pool，直到 last checkpoint 对应的 LSN 等于 Log flushed up to 对应的 LSN，则恢复完成。

如上图所示，Innodb 的一条事务日志共经历 4 个阶段：

• 创建阶段：事务创建一条日志

• 日志刷盘：日志写入到磁盘上的日志文件

• 数据刷盘：日志对应的脏页数据写入到磁盘上的数据文件

• 写 CKP：日志被当作 Checkpoint 写入日志文件；

对应这 4 个阶段，系统记录了 4 个日志相关的信息，用于其它各种处理使用：

• Log sequence number（LSN1）：当前系统 LSN 最大值，新的事务日志 LSN 将在此基础上生成（LSN1+新日志的大小）；

• Log flushed up to（LSN2）：当前已经写入日志文件的 LSN；

• Oldest modified data log（LSN3）：当前最旧的脏页数据对应的 LSN，写 Checkpoint 的时候直接将此 LSN 写入到日志文件；

• Last checkpoint at（LSN4）：当前已经写入 Checkpoint 的 LSN；

对于系统来说，以上 4 个 LSN 是递减的，即： LSN1>=LSN2>=LSN3>=LSN4。

参考资料：

https://lefred.be/content/a-graph-a-day-keeps-the-doctor-away-mysql-checkpoint-age/

来源：

https://www.cnblogs.com/binyue/p/17299558.html