针对innodb_flush_method参数的理解和对比测试（mycat+mysql）

    mysql的innodb_flush_method这个参数控制着innodb数据文件及redo log的打开、刷写模式，对于这个参数，文档上是这样描述的：
有三个值：fdatasync(默认)，O_DSYNC，O_DIRECT
默认是fdatasync，调用fsync()去刷数据文件与redo log的buffer
为O_DSYNC时，innodb会使用O_SYNC方式打开和刷写redo log,使用fsync()刷写数据文件
为O_DIRECT时，innodb使用O_DIRECT打开数据文件，使用fsync()刷写数据文件跟redo log

首先文件的写操作包括三步：open,write,flush
上面最常提到的fsync(int fd)函数，该函数作用是flush时将与fd文件描述符所指文件有关的buffer刷写到磁盘，并且flush完元数据信息(比如修改日期、创建日期等)才算flush成功。
使用O_DSYNC方式打开redo文件表示当write日志时，数据都write到磁盘，并且元数据也需要更新，才返回成功。
O_DIRECT则表示我们的write操作是从MySQL innodb buffer里直接向磁盘上写。

这三种模式写数据方式具体如下：

fdatasync模式：写数据时，write这一步并不需要真正写到磁盘才算完成（可能写入到操作系统buffer中就会返回完成），真正完成是flush操作，buffer交给操作系统去flush,并且文件的元数据信息也都需要更新到磁盘。
O_DSYNC模式：写日志操作是在write这步完成，而数据文件的写入是在flush这步通过fsync完成
O_DIRECT模式：数据文件的写入操作是直接从mysql innodb buffer到磁盘的，并不用通过操作系统的缓冲，而真正的完成也是在flush这步,日志还是要经过OS缓冲

分别对这个三类模式进行对比测试：

一、测试条件

1、1000并发测试单表的增、删、改、查操作，测试表已经设置索引，基础数据量是一千五百多万条（未做分表分库）

2、测试环境：haproxy+2个mycat节点+3台mysql（第一台mysql为主节点，负责写，另外两台负责读）

mysql服务器配置：8G内存，8核1.80Ghz CPU

3、mysql优化后配置参数：

max_connections=2000
innodb_buffer_pool_size=4G
join_buffer_size=1M
sort_buffer_size=1M
thread_cache_size=8
innodb_buffer_pool_instances=8
innodb_page_cleaners=4
innodb_purge_threads=1 #使用单独的清除线程定期回收无用数据的操作
innodb_max_dirty_pages_pct=90 #innodb主线程刷新缓存池中的数据，使脏数据比例小于90%
wait_timeout=300
###从节点增加如下配置
innodb_doublewrite=off
innodb_page_cleaners=8
innodb_read_io_threads=64
innodb_write_io_threads=64
read_buffer_size=1M

二、测试结果

1、datasync(默认)，O_DSYNC这两种模式的磁盘IO比较高（只截取主节点mysql的监控图，因为两个从节点通过主节点同步数据，IO压力基本一致）

2、O_DIRECT模式的磁盘IO明显低了好多

这说明O_DIRECT模式是将数据直接从MySQL innodb buffer向磁盘写入，其写入磁盘的速度应该是会低于从操作系统buffer往磁盘写。

3、datasync(默认)，O_DSYNC这两种模式的free内存下降很快（特别是datasync模式）

通过linux中查看，free内存减少，相应的cache就会增多，这与大量将数据写入到操作系统buffer中有关。

同时对比序号1中的磁盘IO变化情况图就发现，free内存越少，IO就越大，这与页交换频繁相符合（页换出越大，磁盘写入的压力越大）：

4、O_DIRECT模式的free内存下降比较慢

5、对比其他测试结果如下：

从对比数据可以看出，O_DSYNC对CPU的压力最大，datasync次之，O_DIRECT最小；整体SQL语句处理性能和响应时间看，O_DSYNC都较差；O_DIRECT在SQL吞吐能力上较好（仅次于datasync模式），但响应时间却是最长的。

三、初步结论

终上结果做出分析如下：

（1）在类unix操作系统中，文件的打开方式为O_DIRECT会最小化缓冲对io的影响，该文件的io是直接在用户空间的buffer上操作的，并且io操作是同步的，因此不管是read()系统调用还是write()系统调用，数据都保证是从磁盘上读取的；所以IO方面压力最小，对于CPU处理压力上也最小，对物理内存的占用也最小；但是由于没有操作系统缓冲的作用，对于数据写入磁盘的速度会降低明显（表现为写入响应时间的拉长），但不会明显造成整体SQL请求量的降低（这有赖于足够大的innodb_buffer_pool_size）。

（2）O_DSYNC方式表示以同步io的方式打开文件，任何写操作都将阻塞到数据写入物理磁盘后才返回。这就造成CPU等待加长，SQL请求吞吐能力降低，insert时间拉长。

（3）fsync(int filedes)函数只对由文件描述符filedes指定的单一文件起作用，并且等待写磁盘操作结束，然后返回。fdatasync(int filedes)函数类似于fsync，但它只影响文件的数据部分。而除数据外，fsync还会同步更新文件的元信息到磁盘。

 默认datasync模式，整体表现较好，因为充分利用了操作系统buffer和innodb_buffer_pool的处理性能，但带来的负面效果是free内存降低过快，最后导致页交换频繁，磁盘IO压力大，这会严重影响大并发量数据写入的稳定性。也就是说拥有了高性能，但不会有高稳定性（特别是mycat集群，在大量数据写入和各节点mysql数据同步压力下，IO是很大的）。为了解决这个问题，可以有个折中的办法，定时的对操作系统进行echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches，清理一下OS缓存，可以及时回收一部分内存（回收顺间对性能会有所影响）。

O_DIRECT模式网上一些评论认为是性能最好的，但本次测试的结果来看，性能并不是很高，但是稳定性确实比较高，在大并发量读写操作中，能够较长时间运行，只是在第一次启动系统后测试，该模式一开始的响应时间确实比较长，到后面才恢复到较低水平（分析的原因是因为有两个mysql节点变成写模式了，可能重启mysql出现读写状态变化，在做这个测试时由于开发人员还配了Galera，两节点同时写入是基于row级的，所以开始很容易引起锁，响应时间就变得很慢），如下所示：

 

总结：对于mycat读写分离中，写数据压力小，读数据压力大的情况下，并且内存够大，innodb_buffer_pool_size配置够大的情况下，其实三种模式应该都行，读数据的性能基本是依赖于缓存，如果从稳定性和内存使用情况来考虑，用O_DIRECT模式会更好些，并通过优化查询以弥补响应时间不够快的问题。对于读写压力都很大或只是写的压力大的情况下，建议用datasync模式，并配上定期清理系统缓存的机制。如果我们充分应用了mycat的分表分库和读写分离机制，那么对于整体系统的性能和稳定性都有帮助（因为大库和大表，都会严重降低数据的写入和读出性能，这样的话光是靠innodb_flush_method的模式配置也是治标不治本）。

至于，生产环境如何设置一定要以压测结果为准，以实际效果为准，不能盲目信任经验值。

跟大家推荐一个学习资料分享群：747981058，里面大牛已经为我们整理好了许多的学习资料，有自动化，接口，性能等等的学习资料！人生是一个逆水行舟的过程，不进则退，咱们一起加油吧！