InnoDB 是 MySQL 中一種常用的事務性存儲引擎，它具有很多優秀的特性。其中，Doublewrite Buffer 是 InnoDB 的一個重要特性之一。

本文將介紹Doublewrite Buffer的原理和應用。

• 為什么需要 Doublewrite Buffer？
• Doublewrite Buffer 的架構設計和實現原理是什么？
• Redo Log 與 不是可以實現崩潰恢復了碼？為何還需要 Doublewrite Buffer？

為什么需要 Doublewrite Buffer

InnoDB 頁大小為 16KB，而操作系統（如 Linux）頁大小為 4KB，單次寫入需拆分 4 個 OS 頁。

可以使用如下命令查看 MySQL 的 Page 大小：

SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_page_size';

MySQL 程序是跑在 Linux 操作系統上的，需要跟操作系統交互，所以 MySQL 中一頁數據刷到磁盤，要寫 4 個文件系統里的頁。

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需要注意的是，這個操作并非原子操作，比如我操作系統寫到第二個頁的時候，Linux 機器斷電了，這時候就會出現問題了。

造成”頁數據損壞“。并且這種”頁數據損壞“靠 redo 日志是無法修復的。

Redo log 中記錄的是對頁的物理操作，而不是頁面的全量記錄，而如果發生 partial page write（部分頁寫入）問題時，出現問題的是未修改過的數據，此時重做日志(Redo Log)無能為力。

Doublewrite Buffer 的出現就是為了解決上面的這種情況，雖然名字帶了 Buffer，但實際上 Doublewrite Buffer 是內存+磁盤的結構。

Doublewrite Buffer 是一種特殊文件 flush 技術，帶給 InnoDB 存儲引擎的是數據頁的可靠性。

它的作用是，在把頁寫到數據文件之前，InnoDB 先把它們寫到一個叫 doublewrite buffer（雙寫緩沖區）的共享表空間內，在寫 doublewrite buffer 完成后，InnoDB 才會把頁寫到數據文件的適當的位置。

如果在寫頁的過程中發生意外崩潰，InnoDB 在稍后的恢復過程中在 doublewrite buffer 中找到完好的 page 副本用于恢復。

架構設計

Doublewrite Buffer 采用 內存+磁盤雙層結構，關鍵組件如下：

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內存結構

• 容量固定為 128 個頁（2MB），每個頁 16KB。
• 數據頁刷盤前，通過 memcpy 拷貝至內存 Doublewrite Buffer。

磁盤結構

• 位于系統表空間（ibdata），分為 2 個區（extent1/extent2），共 2MB。
• 數據以 順序寫 方式寫入，避免隨機 I/O 開銷。

工作流程如下圖所示：

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如上圖所示，當有數據修改且頁數據要刷盤時：

1. 第一步：記錄 Redo log。
2. 第二步：臟頁從 Buffer Pool 拷貝至內存中的 Doublewrite Buffer。
3. 第三步：Doublewrite Buffer 的內存里的數據頁，會 fsync 刷到 Doublewrite Buffer 的磁盤上，分兩次寫入磁盤共享表空間中(連續存儲，順序寫，性能很高)，每次寫 1MB；
4. 第四步：Doublewrite Buffer 的內存里的數據頁，再刷到數據磁盤存儲 .ibd 文件上（離散寫）；

時序圖如下：

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崩潰恢復

如果第三步前，發生了崩潰，可以通過第一步記錄的 Redo log 來恢復。

如果第三步完成后發生了崩潰， InnoDB 存儲引擎可以從共享表空間中的 Double write 中找到該頁的一個副本，將其復制到獨立表空間文件，再應用 Redo log 恢復。

在正常的情況下，MySQL 寫數據頁時，會寫兩遍到磁盤上，第一遍是寫到 doublewrite buffer，第二遍是寫到真正的數據文件中，這就是“Doublewrite”的由來。

Doublewrite Buffer 通過 兩次寫 機制，在內存和磁盤間構建冗余副本，成為 InnoDB 保障數據完整性的基石。

其架構設計平衡了性能與可靠性，尤其在高并發或異常宕機場景下表現突出。