MySQL启动与关闭流程详解

MySQL启动流程

启动命令：
mysqld --defaults-file=/etc/my.cnf

完整流程（8个阶段）：
1. 读取配置文件
2. 初始化文件系统
3. 初始化InnoDB存储引擎
4. 加载系统表
5. 执行崩溃恢复（如需要）
6. 启动后台线程
7. 监听客户端连接
8. 完成启动

1. 读取配置文件

查找顺序

# MySQL配置文件查找顺序（Linux）
1. /etc/my.cnf
2. /etc/mysql/my.cnf
3. /usr/etc/my.cnf
4. ~/.my.cnf
5. --defaults-file指定的文件

# 查看实际读取的配置
mysqld --verbose --help | grep -A 1 "Default options"

关键配置

[mysqld]
# 数据目录
datadir = /var/lib/mysql

# 端口
port = 3306

# 字符集
character-set-server = utf8mb4

# Buffer Pool大小
innodb_buffer_pool_size = 8G

# 日志文件
log-error = /var/log/mysql/error.log

2. 初始化文件系统

# 检查数据目录
1. 检查datadir是否存在
2. 检查datadir权限（mysql用户可读写）
3. 创建临时目录（tmpdir）

# 检查必要文件
1. ibdata1（系统表空间）
2. ib_logfile0/ib_logfile1（redo log）
3. mysql/（系统数据库目录）

# 如果文件不存在
→ 初始化数据库：mysqld --initialize

3. 初始化InnoDB存储引擎

步骤：
1. 分配Buffer Pool内存
   ├─ 默认128MB，生产环境建议50-80%内存
   └─ innodb_buffer_pool_size = 8G

2. 打开表空间文件
   ├─ ibdata1（系统表空间）
   └─ *.ibd（独立表空间）

3. 打开redo log文件
   ├─ ib_logfile0
   └─ ib_logfile1

4. 打开undo表空间（MySQL 8.0+）
   ├─ undo_001
   └─ undo_002

5. 初始化Change Buffer、Adaptive Hash Index

4. 加载系统表

-- 加载系统数据库
mysql/
  ├─ user.frm/ibd          -- 用户表
  ├─ db.frm/ibd            -- 数据库权限
  ├─ tables_priv.frm/ibd   -- 表权限
  └─ ...

-- 加载存储引擎信息
information_schema/
performance_schema/
sys/

5. 崩溃恢复（Crash Recovery）

检查是否需要恢复

判断条件：
IF MySQL未正常关闭（如kill -9、断电） THEN
    执行崩溃恢复
ELSE
    跳过恢复
END IF

-- 判断依据：redo log的checkpoint LSN

恢复流程

1. 读取redo log
   ├─ 从checkpoint开始读取redo log
   └─ 找到所有未刷盘的数据页修改

2. 重做（Redo）
   ├─ 对于已提交的事务
   └─ 应用redo log，恢复数据

3. 回滚（Undo）
   ├─ 对于未提交的事务
   └─ 使用undo log回滚

4. 清理
   ├─ 清理临时表
   └─ 清理未完成的DDL操作

-- 恢复时间：取决于redo log大小和修改量
-- 通常：几秒到几分钟

示例：

-- 崩溃前状态
事务A：已提交，redo log已写入，但数据页未刷盘
事务B：未提交，部分修改在内存中

-- 恢复后状态
事务A：重做（应用redo log，恢复数据）✅
事务B：回滚（使用undo log，撤销修改）✅

6. 启动后台线程

InnoDB后台线程：
1. Master Thread（主线程）
   ├─ 每秒刷新日志缓冲
   ├─ 合并Change Buffer
   └─ 刷新脏页

2. IO Thread（IO线程）
   ├─ Read Thread（读线程，4个）
   └─ Write Thread（写线程，4个）

3. Page Cleaner Thread（页清理线程）
   ├─ 刷新脏页到磁盘
   └─ innodb_page_cleaners = 4

4. Purge Thread（清理线程）
   ├─ 清理undo log
   └─ innodb_purge_threads = 4

7. 监听客户端连接

启动连接器：
1. 绑定端口（默认3306）
   └─ bind-address = 0.0.0.0

2. 监听连接请求
   └─ max_connections = 200（最大连接数）

3. 创建线程池（MySQL 8.0企业版）
   └─ thread_pool_size = 16

8. 完成启动

-- 启动成功日志
[Note] InnoDB: Buffer pool(s) load completed at 230115 17:00:00
[Note] InnoDB: 5.7.40 started; log sequence number 123456789
[Note] mysqld: ready for connections.
Version: '5.7.40'  socket: '/tmp/mysql.sock'  port: 3306  MySQL Community Server (GPL)

MySQL关闭流程

1. 正常关闭（Clean Shutdown）

# 关闭命令
mysqladmin -uroot -p shutdown

# 或
systemctl stop mysqld

# 流程：
1. 停止接受新连接
2. 等待当前连接完成（最多wait_timeout秒）
3. 刷新所有脏页到磁盘
4. 刷新redo log到磁盘
5. 关闭表空间文件
6. 关闭后台线程
7. 退出进程

2. 快速关闭（Fast Shutdown，默认）

-- innodb_fast_shutdown参数
0：完全关闭（刷新所有脏页，最慢）
1：快速关闭（标记脏页，默认）
2：强制关闭（不刷新脏页，最快，不推荐）

-- 设置
SET GLOBAL innodb_fast_shutdown = 1;

模式	innodb_fast_shutdown	刷新脏页	关闭时间	下次启动
完全关闭	0	✅ 全部	慢（分钟级）	快（秒级）
快速关闭	1（默认）	⚠️ 部分	快（秒级）	慢（需恢复）
强制关闭	2	❌ 不刷新	极快（秒级）	慢（需恢复）

3. 强制关闭（Crash）

# ❌ 不推荐
kill -9 $(pidof mysqld)

# 问题：
1. 脏页未刷盘
2. redo log未完整
3. 事务未提交或回滚

# 后果：
下次启动需要崩溃恢复，耗时较长

关闭流程详解

正常关闭流程（innodb_fast_shutdown=1）：
┌──────────────────────────────────────┐
│ 1. 停止接受新连接                        │
├──────────────────────────────────────┤
│ 2. 等待当前事务完成（最多10秒）              │
├──────────────────────────────────────┤
│ 3. 刷新Buffer Pool脏页（部分）             │
│    └─ Change Buffer合并                │
├──────────────────────────────────────┤
│ 4. 刷新redo log到磁盘                   │
├──────────────────────────────────────┤
│ 5. 关闭表空间文件                         │
├──────────────────────────────────────┤
│ 6. 关闭后台线程                          │
├──────────────────────────────────────┤
│ 7. 记录checkpoint LSN                  │
├──────────────────────────────────────┤
│ 8. 退出mysqld进程                       │
└──────────────────────────────────────┘

实战建议

1. 启动优化

# my.cnf（加快启动速度）
[mysqld]
# 预热Buffer Pool
innodb_buffer_pool_dump_at_shutdown = 1  # 关闭时保存
innodb_buffer_pool_load_at_startup = 1   # 启动时加载

# 减少redo log恢复时间
innodb_log_file_size = 512M  # 不要太大

2. 关闭优化

# 快速关闭（生产环境推荐）
SET GLOBAL innodb_fast_shutdown = 1;
mysqladmin shutdown

# 升级/维护前（完全关闭）
SET GLOBAL innodb_fast_shutdown = 0;
mysqladmin shutdown

3. 监控启动时间

# 查看启动日志
grep "ready for connections" /var/log/mysql/error.log

# 输出
2025-01-15T17:00:00.123456Z 0 [Note] mysqld: ready for connections.
# 启动时间：从进程启动到此行出现的时间差

故障排查

1. 启动失败

# 查看错误日志
tail -f /var/log/mysql/error.log

# 常见错误
1. [ERROR] Can't start server: Bind on TCP/IP port: Address already in use
   → 端口占用，检查：netstat -tulnp | grep 3306

2. [ERROR] InnoDB: Unable to lock ./ibdata1, error: 11
   → 文件锁定，检查：ps aux | grep mysqld

3. [ERROR] InnoDB: Corrupted tablespace
   → 表空间损坏，恢复备份

2. 启动慢

-- 原因：崩溃恢复耗时
-- 解决：
1. 查看redo log大小：ls -lh ib_logfile*
2. 减小redo log：innodb_log_file_size = 256M
3. 避免kill -9强制关闭

常见面试题

Q1: MySQL启动流程的关键步骤？

读取配置 → 初始化InnoDB → 崩溃恢复 → 启动后台线程 → 监听连接

Q2: 崩溃恢复的过程？

读取redo log → 重做已提交事务 → 回滚未提交事务

Q3: innodb_fast_shutdown的作用？

0：完全关闭（刷新所有脏页）
1：快速关闭（部分刷新，默认）
2：强制关闭（不刷新，不推荐）

Q4: 如何加快MySQL启动速度？

开启Buffer Pool预热（dump_at_shutdown + load_at_startup）
减小redo log大小
避免kill -9强制关闭

小结

✅ 启动流程：配置 → 初始化 → 崩溃恢复 → 后台线程 → 监听连接 ✅ 崩溃恢复：redo log重做 + undo log回滚 ✅ 关闭流程：停止连接 → 刷新脏页 → 关闭文件 → 退出进程 ✅ 优化建议：Buffer Pool预热、合理设置innodb_fast_shutdown

理解启动关闭流程有助于故障排查和性能优化。

📚 相关阅读：

下一篇：《查询优化器：如何生成最优执行计划》
推荐：《redo log：崩溃恢复的保障》

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1. 读取配置文件#

查找顺序#

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2. 初始化文件系统#

3. 初始化InnoDB存储引擎#

4. 加载系统表#

5. 崩溃恢复（Crash Recovery）#

检查是否需要恢复#

恢复流程#

6. 启动后台线程#

7. 监听客户端连接#

8. 完成启动#

MySQL关闭流程#

1. 正常关闭（Clean Shutdown）#

2. 快速关闭（Fast Shutdown，默认）#

3. 强制关闭（Crash）#

关闭流程详解#

实战建议#

1. 启动优化#

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