Master Thread工作方式1

      在上一篇博客InnoDB體系架構 後臺線程中，我們介紹了InnoDB存儲引擎的主要工作都是有Master Thread完成的，在這裏我們具體介紹它的實現和可能存在的問題。我們按照版本的順序來介紹該線程。

1.0.x版本之前：

      Master Thread具有最高的線程優先級別，其內部有多個循環（loop）組成，包括：主循環（loop）、後臺循環（background loop）、刷新循環（flush loop）、暫停循環（suspend loop），Master Thread會根據數據庫的運行狀態在這些循環中切換。

      主循環有兩大部分操作——每秒鐘的操作和每10秒的操作，僞代碼如下：

void master_thread(){
    loop:
    for(int i=0;i<10;i++){
        do thing once per second
        sleep 1 second if necessary        
    }
    do things once per ten seconds
    goto loop:        
}

      可以看到loop循環通過thread sleep來實現，這意味着所謂的每秒一次或者每10,秒一次的操作是不精確的，在負載很大的情況下可能會有延遲，所以我們只能說大概在這個頻率下，此外InnoDB引擎還有其它的方法來儘量保證這個頻率。

      每秒一次的操作包括：日誌緩衝刷新到磁盤，即使這個事務還沒有提交（總是）；合併插入緩衝（可能）；至多刷新100個InnoDB的緩衝池中的髒頁到磁盤（可能）；如果當前用戶沒有活動，切換到後臺循環（可能）。

      每10秒的操作包括：刷新100個髒頁到磁盤（可能的情況下）；合併至多5個插入緩衝（總是）；將日誌緩衝刷新到磁盤（總是）；刪除無用的Undo頁（總是）；刷新100個或者10個髒頁到磁盤（總是）。

      在以上的過程中，InnoDB存儲引擎會先判斷過去10秒之內磁盤的IO操作是否小於200次，如果是，InnoDB存儲引擎認爲當前有足夠的磁盤IO操作能力，因此將100個髒頁刷新到磁盤，接着InnoDB存儲引擎會合並插入緩存。不同於每秒一次操作，這次的合併插入緩衝操作總會在這個階段進行。

      接着InnoDB存儲引擎會進行一步full purge操作，即刪除無用的Undo頁，對錶進行update、delete這類操作時，原先的行被標記爲刪除，但是因爲一致性讀的關係還需要保留這些行版本的信息，但是在full purge過程中，InnoDB存儲引擎會判斷當前事務系統中已被刪除的行是否可以被刪除，如果可以就立即將其刪除。InnoDB存儲引擎在執行full purge操作時，每次最多嘗試回收20個undo頁。然後InnoDB存儲引擎會判斷緩衝池中髒頁的比例，若大於70%就刷新100個髒頁到磁盤，否則只刷新10%的髒頁到磁盤。

      接着來看background loop，若當前用戶沒有活動或者數據庫關閉，就會切換到這個循環，background loop會執行以下操作：

刪除無用的Undo頁（總是）；合併20個插入緩衝（總是）；跳回到主循環（總是）；不斷刷新100個頁直到符合條件（可能，跳到flush loop中完成）。

      若flush loop中也沒有什麼事情可以做了，InnoDB存儲引擎會切換到suspend loop，將Master Thread掛起，等待事情的發生。若用戶啓用了InnoDB存儲引擎卻沒有使用任何表，那麼Master Thread總是處於掛起的狀態。

      Master Thread完整的僞代碼如下：

void master_thread(){
        goto loop;
    loop:
    for(int i=0;i<10;i++){
        thread_sleep(1)//sleep 1 second
        do log buffer flush to disk
        if(last_one_second_ios<5)
            do merge at most 5 insert buffer
        if(buf_get_modified_ratio_pct > innodb_max_dirty_pages_pct)
            do buffer pool flush 100 dirty page
        if(no user activity)
            goto background loop
    }
    if(last_ten_second_ios < 200)
        do buffer pool flush 100 dirty page
    do merge at most 5 insert buffer
    do log buffer flush to disk
    do full purge
    if(buf_get_modified_ratio_pct > 70%)
        do buffer pool flush 100 dirty page
    else
        buffer pool flush 10 dirty page
    goto loop
    background loop:
    do full purge
    do merge 20 insert buffer
    if not idle:
    goto loop:
    else:
      goto flush loop
    flush loop:
    do buffer pool flush 100 dirty page
    if(buf_get_modified_ratio_pct > innodb_max_dirty_pages_pct)
        goto flush loop
    goto suspend loop
    suspend loop:
    suspend_thread()
    waiting event
    goto loop;        
}