有时会遇到这样的场景，一条SQL语句，正常执行的时候特别快，但是有时也不知道怎么回事，它就会变得很慢，并且这样的场景很难复现，它不只随机，而且持续时间还很短。看上去，就像是数据库“抖”了一下。

1、为什么变慢了

前面我们知道了数据库的WAL机制，InnoDB 在处理更新数据的时候，只做了写日志这一个磁盘操作。这个日志叫做 redo log（重做日志），在更新内存写完redo log 后，就返回给客户端，本次更新成功。

以上操作，只是更新了内存中的数据，那么肯定在某个时机将内存里的数据写入磁盘中。这个操作刷内存数据到磁盘的操作叫做 flush。

当内存数据页和磁盘数据页内容不一致的时候，我们称这个内存页为“脏页”。内存数据写入到磁盘后，内存和磁盘上的数据页的内容就一致了，称为“干净页”。

不论是脏页还是干净页，都在内存中。

回到文章开头的问题，不难想象，平时执行很快的更新操作，其实就是在写内存和日志，而MySQL偶尔“抖”一下的那个瞬间，可能就是在刷脏页（flush）。

引起 flush 操作的可能原因：

1. InnoDB 的redo log 写满了，这时候系统会停止所有更新操作，把checkpoint 往前推进，redo log 留出空间可以继续写。

redo log

如上图中的 write pos 要追上 check point。

2. 内存不足时。当需要新的内存页，而内存不够用的时候，就需要淘汰一些数据页，空出内存给别的数据页使用。如果淘汰的是“脏页”，就要先将脏页写到磁盘。
3. 系统空闲时。MySQL认为空闲的时候，就会找机会刷一点“脏页”。
4. MySQL正常关闭的时候，这时候会把内存的脏页都flush到磁盘上。

上面四种场景对性能的影响：

第一种：

“redo log 写满了，要flush脏页”，这种情况是InnoDB要尽量避免的。因为出现这种情况的时候，整个系统就不能再接受更新了，所有的更新都必须堵住。如果从监控上看，这时候更新数为0。

第二种：

“内存不够用了，要先将脏页写到磁盘”，这种情况其实是常态。InnoDB用缓冲池（buffer pool）管理内存，缓冲池中的内存页有三种状态：

1. 还没有使用的
2. 使用了并且是干净页
3. 使用了并且是脏页

InnoDB的策略是尽量使用内存，因此对于一个长时间运行的库来说，未被使用的页很少。

而当要读入的数据页没有在内存的时候，就必须到缓冲池中申请一个数据页。这时候只能把最久不使用的数据页从内存中淘汰掉；如果要淘汰的是一个干净页，就直接释放出来复用；但如果是脏页，就必须先把脏页刷到磁盘，变成干净页后才能复用。

第三种：

属于MySQL空闲时的操作，系统没有压力。

第四种：

数据库正常关闭，不会关注性能问题。

所以，刷脏页虽然是常态，但是出现以下情况时，都是会明显影响性能的：

1. 一个查询要淘汰的脏页个数太多，会导致查询的响应时间明显变长
2. 日志写满，更新全部堵住，写性能跌为0，这种情况对敏感业务来说，是不能接受的。

所以，InnoDB 需要有控制脏页比例的机制，来尽量避免上面的这两种情况。

2、InnoDB 刷脏页的控制策略

首先，需要正确地告诉InnoDB所在主机的IO能力，这样InnoDB 才能直到需要全力刷脏页的时候，可以刷多快。

这就要用到innodb_io_capacity这个参数了，它会告诉InnoDB 你的磁盘能力。这个值建议设置成磁盘的IOPS。可以用fio 这个工具来测试，下面是命令：

fio -filename=$filename -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randrw -ioengine=psync -bs=16k -size=500M -numjobs=10 -runtime=10 -group_reporting -name=mytest

其实，因为没能正确地设置innodb_io_capacity参数，而导致的性能问题也比比皆是。

现在InnoDB知道了主机的IO能力，我们再看看InnoDB怎么控制引擎按照“全力”的百分比来刷脏页。如果刷太慢，会导致内存脏页太多，其次是redo log写满。如果刷太快，WAL机制就体现不出来优势。

所以，InnoDB 的刷盘速度要参考两个因素：一是脏页比例，二是 redo log 写盘速度。

InnoDB 会根据这两个因素先单独算出两个数字。

参数 innodb_max_dirty_pages_pct 是脏页比例上限，默认值是75%。InnoDB会根据当前的脏页比例（假设为M），算出一个范围在 0 到 100 之间的数字，计算公式记为F1(M)。

InnoDB 每次写入的日志都有一个序号，当前写入的序号跟 checkpoint 对应的序号之间的差值，我们假设为N。InnoDB会根据这个N算出一个范围在 0 到 100之间的数字，这个计算公式可以记为F2(N)，N越大，算出来的值就越大。

然后，根据上述算得的F1(M)和F2(N) 两个值，取其中较大的值记为 R，之后引擎就可以按照 innodb_io_capacity 定义的能力乘以 R%来控制刷脏页的速度。

现在我们知道，InnoDB 会在后台刷脏页，而刷脏页的过程是要将内存页写入磁盘。所以，无论是查询语句在需要内存的时候可能要淘汰一个脏页，还是由于刷脏页的逻辑会占用IO资源并可能影响到更新语句，都可能造成MySQL“抖”了一下。

要尽量避免这种情况，就需要合理地设置innodb_io_capacity的值，并且平时要多关注脏页比例，不要让它接近75%。

其中脏页比例可以通过脏页数/总页数来计算。下面是sql：

select VARIABLE_VALUE into @a from performance_schema.global_status where VARIABLE_NAME = 'Innodb_buffer_pool_pages_dirty'; 
select VARIABLE_VALUE into @b from performance_schema.global_status where VARIABLE_NAME = 'Innodb_buffer_pool_pages_total'; 
select @a/@b;

另外，说一个有趣的策略。

一旦一个查询请求需要在执行过程中先flush掉一个脏页时，这个查询就可能比平时慢了。

而MySQL中的一个机制，可能让它更慢：在准备刷一个脏页的时候，如果这个数据页旁边的数据页刚好是脏页，就会把这个“邻居”页带着一起刷掉；而且这个“邻居”还会拖它的邻居下水，会一直蔓延下去。

在InnoDB中，innodb_flush_neighbors参数就是用来控制这个行为的，值为1的时候会有上述的“连坐”机制，值为0时表示不找邻居。

在机械硬盘时代，这个参数是有意义的，可以减少很多随机IO。但是在SSD时代，建议设置 innodb_flush_neighbors 的值为0。

在MySQL 8.0 中，innodb_flush_neighbors参数的默认值已经是0了。