MongoDB数据缓存刷新机制

最近配合好几个项目测试了MongoDB的写入性能。在内存没有用尽的情况下，虽然MongoDB只有一个更新线程，写入还是非常快的，基本上能达到25000/s以上(索引数据用uuid_generate_randome和uuid_unparse随机产生)。当内存用尽开始往磁盘上刷脏页的时候，性能有非常大的波动，即使调整了syncdelay也没有太大改善。在测试中还出现了一个莫名其妙的情况：MongoDB会间歇性地释放文件系统的cache。除了直接删除表空间之外，很难想到有什么动作可以诱发这个现象。在MongoDB开发者论坛里描述了这个现象，但是 Eliot Horowitz认为MongoDB内部并没有代码会释放文件系统cache。那么，让我们去源码里面看一下MongoDB缓存和刷新数据的机制。

首先找到mongod的入口(db/db.cpp)，发现MongoDB的初始化步骤非常简单，概括起来就以下三步：

int main(int argc, char* argv[], char *envp[] ) 
{ 
… 
Module::configAll( params ); 
dataFileSync.go(); 
… 
initAndListen(cmdLine.port, appsrvPath); 
… 
}

显然，dataFileSync就是我们感兴趣的那个类。dataFileSync类派生自BackgroundJob类，而BackgroundJob 主要的功能就是生成一个后台线程并指派任务。数据的刷新是一个不断执行的后台任务，在dataFileSync.run()里面可以找到刷数据的相关代码：

void run() 
{ 
… 
Date_t start = jsTime(); 
int numFiles = MemoryMappedFile::flushAll( true ); 
time_flushing = (int) (jsTime() – start); 
globalFlushCounters.flushed(time_flushing); 
… 
}

从这一段代码看，MongoDB会在syncdelay设定的周期内，采取同步的形式刷新所有的脏数据。再看一下flushAll是怎么刷新所有数据的：

int MongoFile::flushAll( bool sync ) 
　{ 
　… 
　set seen; 
　while ( true ){ 
　auto_ptr f; 
　{ 
　rwlock lk( mmmutex , false ); 
　for ( set::iterator i = mmfiles.begin(); i != mmfiles.end(); i++ ){ 
　MongoFile * mmf = *i; 
　if ( ! mmf ) 
　continue; 
　if ( seen.count( mmf ) ) 
　continue; 
　f.reset( mmf->prepareFlush() ); 
　seen.insert( mmf ); 
　break; 
　} 
　} 
　if ( ! f.get() ) 
　break; 
　f->flush(); 
　} 
　return seen.size(); 
　}

上面这一段代码实现的功能很简单，就是把mmfiles中所有MongoFile指针所引用的对象都flush()一次。不过在执行flush()函数之前，需要先执行prepareFlush()确保这个对象是可以执行flush()函数的。下面是***真正执行刷新操作的代码：

void MemoryMappedFile::flush(bool sync) 
{ 
if ( view == 0 || fd == 0 ) 
return; 
if ( msync(view, len, sync ? MS_SYNC : MS_ASYNC) ) 
problem() << “msync ” << errnoWithDescription() << endl; 
}

终于刷新到磁盘了，呵呵。不过这篇blog只涉及到了数据刷新的代码，至于如何缓存，且听下回分解。

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