ceph bluefs 日誌壓縮解析

bluefs的操作大量增加時，日誌也會增加，從而增加占用空間，由於檔案系統的元資料在記憶體中都有記錄，且記憶體中的元資料都是非重複的，因此可以通過遍歷元資料，將元資料重新寫到日誌檔案當中，即可實現日誌的壓縮，具體是_compact_log_async函式來實現的，其實現如下：

old_log_jump_to = log_file->fnode.get_allocated();  //獲取已經分配的空間，這些空間最後要釋放
_allocate(log_file->fnode.prefer_bdev, cct->_conf->bluefs_max_log_runway, &log_file->fnode); //重新在快速裝置中開闢一段新的空間
log_t.op_file_update(log_file->fnode);
log_t.op_jump(log_seq, old_log_jump_to);
_flush_and_sync_log(l, 0, old_log_jump_to);
_compact_log_dump_metadata(&t); //壓縮日誌
new_log_jump_to = round_up_to(t.op_bl.length() + super.block_size * 2, cct->_conf->bluefs_alloc_size)
t.op_jump(log_seq, new_log_jump_to);
_allocate(bluefs::bdev_db, new_log_jump_to, &new_log->fnode);
new_log_writer = _create_writer(new_log);
_flush(new_log_writer, true);
_flush_bdev_safely(new_log_writer); //此時，原來的日誌已經寫在新空間裡了
while (discarded < old_log_jump_to)
bluefs_extent_t& e = log_file->fnode.extents.front();
bluefs_extent_t temp = e;
if (discarded + e.length <= old_log_jump_to) //這個pextent可以完全釋放
discarded += e.length;
log_file->fnode.pop_front_extent(); //將這個pextent出棧
else //該pextent只能釋放前一部分
uint64_t drop = old_log_jump_to - discarded;
temp.length = drop; //將長度變小，就相當於擷取pextent的前一部分了
e.offset += drop;
e.length -= drop; //e代表原來的pextent，這裡更新原來的pextent的元資料
old_extents.push_back(temp);
//經過上述的while迴圈後，old_extents中儲存了舊日誌檔案中old_log_jump_to位置之前的日誌，舊日誌檔案中儲存了old_log_jump_to位置之後的pextent
auto from = log_file->fnode.extents.begin();
auto to = log_file->fnode.extents.end();
while (from != to)
++from;
log_file->fnode.clear_extents();
new_log->fnode.swap_extents(log_file->fnode); //交換新老日誌檔案的pextent,
log_writer->pos = log_writer->file->fnode.size = log_writer->pos - old_log_jump_to + new_log_jump_to; //更新日誌檔案的寫偏移，即日誌的最後一項
super.log_fnode = log_file->fnode;
++super.version;
_write_super(); //將super寫的super block中
encode(super, bl);
encode(crc, bl);
bdev[bdev_db]->write(get_super_offset(), bl, false);
for (auto& r : old_extents) //釋放老日誌檔案中，old_log_jump_to位置之前的空間
pending_release[r.bdev].insert(r.offset, r.length);

（1）計算log_file目前已經分配磁碟空間大小，利用old_log_jump_to標記，這部分空間在壓縮後可以釋放。同時在塊裝置block.wal中申請新的空間用於以後的日誌儲存。

（2）呼叫_compact_log_dump_metadata函式來壓縮日誌，並設定下乙個日誌項的位址new_log_jump_to，注意new_log_jump_to是根據bluefs_alloc_size（1m）對齊的，因此很多時候新的日誌檔案中有一些空間是為了對齊沒有使用的，向裝置block.db申請new_log_jump_to大小的空間存放這些壓縮後的日誌。

（3）呼叫_flush和_flush_bdev_safely將壓縮後的日誌重新整理到磁碟裝置中。

（4）經過一系列的swap等操作後，log_file就只儲存了壓縮後的日誌和op_jump(log_seq, new_log_jump_to)日誌，然後把log_file的fnode寫入到super中。

（5）最後將log_file中原來的處於old_extents的老日誌所占用的空間釋放。

關於磁碟壓縮過程中磁碟空間的變化如下圖所示

原來日誌是存放在block.wal裝置中，將壓縮後的日誌放在block.db裝置中，並且最後一條日誌為op_jump，所跳到位置就是new_log_jump_to，而在op_jump和new_log_jump_to之間是為了對齊而多出的空間，因此日誌回放過程中遇到op_jump就會跳到new_log_jump_to，從new_log_jump_to開始讀取block.wal裝置中新增加的日誌。因此壓縮的日誌是存放在block.db裝置中的，未壓縮的日誌是存放在block.wal裝置中的。

最後關於日誌的壓縮函式_compact_log_dump_metadata，其實現如下：

t->op_init();
for (unsigned bdev = 0; bdev < max_bdev; ++bdev)
interval_set& p = block_all[bdev];
for (interval_set::iterator q = p.begin(); q != p.end(); ++q)
t->op_alloc_add(bdev, q.get_start(), q.get_len());
for (auto& p : file_map)
if (p.first == 1)
continue;
t->op_file_update(p.second->fnode);
for (auto& p : dir_map)
t->op_dir_create(p.first);
for (auto& q : p.second->file_map)
t->op_dir_link(p.first, q.first, q.second->fnode.ino);

可以看到日誌壓縮就是主要是記錄bluefs的總空間、目錄、檔案、目錄和檔案的聯絡，在日誌回放的時候就可以僅根據這些資訊來還原出bluefs檔案組織結構，這樣可以把不需要的重複日誌刪除。

ceph bluefs 日誌壓縮解析

日誌打包壓縮

壓縮mysql binlog日誌

SQL 壓縮日誌

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