2、InnoDB架構(gòu)體系

創(chuàng)新互聯(lián)建站是一家業(yè)務(wù)范圍包括IDC托管業(yè)務(wù),虛擬空間、主機(jī)租用、主機(jī)托管，四川、重慶、廣東電信服務(wù)器租用,成都服務(wù)器托管，成都網(wǎng)通服務(wù)器托管,成都服務(wù)器租用,業(yè)務(wù)范圍遍及中國(guó)大陸、港澳臺(tái)以及歐美等多個(gè)國(guó)家及地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)公司。
2.1、內(nèi)存結(jié)構(gòu) 2.1.1、buffer pool

InnoDB內(nèi)存緩存區(qū)，使用空間換時(shí)間的思想，給數(shù)據(jù)做了一個(gè)緩存。把熱點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，減少IO次數(shù)，提高效率。

show variables like '%innodb_buffer_pool%';

buffer pool 滿了，使用LRU算法淘汰數(shù)據(jù)，剩下的就是熱點(diǎn)數(shù)據(jù)

LRU算法

• 熱區(qū)（5/8）：效率優(yōu)化，對(duì)于熱區(qū)前1/4的數(shù)據(jù)被使用到后，不移動(dòng)到head位。超出熱區(qū)數(shù)據(jù)，則被擠入到冷區(qū)。
• 冷區(qū)（3/8）

buffer pool內(nèi)存回收算法，不同于傳統(tǒng)的LRU算法，分為熱區(qū)、冷區(qū)。加載數(shù)據(jù)先到冷區(qū)，默認(rèn)1s后，在此被使用到，加入到熱區(qū)。

2.1.2、Change Buffer 寫緩沖

Change Buffer是Buffer Pool的一部分，如果這個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)不是唯一索引，不存在數(shù)據(jù)重復(fù)的情況，那就不需要從磁盤讀取數(shù)據(jù)校驗(yàn)唯一性。這種情況可以先修改內(nèi)存中緩沖池中的數(shù)據(jù)記錄，從而提高insert、update、delete的效率。5.5版本之前inset buffer，現(xiàn)在也可以處理update、delete操作，所以這塊區(qū)域 叫做Chang Buffer。

最后將Change Buffer數(shù)據(jù)記錄到磁盤的操作叫做merge

什么時(shí)候進(jìn)行merge操作呢？

• 數(shù)據(jù)頁(yè)被訪問(wèn)
• 數(shù)據(jù)庫(kù)shut down
• redo log寫滿
• 后臺(tái)線程主動(dòng)merge

調(diào)整change buffer大小，這里只能調(diào)整它占用buffer pool的比例，通過(guò)下面的參數(shù)調(diào)整

show variables like '%innodb_change_buffer_max_size%'; # 默認(rèn)25%

2.1.3、Adaptive Hash Index（自適應(yīng)索引） 2.1.4、Redo Log Buffer

redo log 不是每一次都寫入磁盤，在buffer pool中專門留出一個(gè)區(qū)域（log buffer）用于緩存，即將要寫入日志文件的數(shù)據(jù)，默認(rèn)16M。

下面參數(shù)控制log buffer寫入磁盤的時(shí)機(jī)：

show variables like '%innodb_flush_log_at_trx_commit%'; # 默認(rèn)值是1

值	含義
0 （延遲寫）	log buffer每秒寫一次log file，并且log file的flush操作同時(shí)進(jìn)行。該種事務(wù)下，事務(wù)提交的時(shí)候，不會(huì)主動(dòng)觸發(fā)寫入磁盤的操作。
1 （默認(rèn)，實(shí)時(shí)寫，實(shí)時(shí)刷）	每次事務(wù)提交時(shí)，都會(huì)把log buffer的數(shù)據(jù)寫入log file，并且刷到磁盤中。
2 （實(shí)時(shí)寫，延遲刷）	每次事務(wù)提交mysql都會(huì)把log buffer的數(shù)據(jù)寫入log file。但是flush操作并不會(huì)同時(shí)進(jìn)行。該模式下，mysql會(huì)每秒執(zhí)行一次flush操作。

刷盤越快，越安全，但是也會(huì)消耗性能。

2.2、磁盤結(jié)構(gòu) 2.2.1、系統(tǒng)表空間 System tablespaces

在默認(rèn)情況下InnoDB存儲(chǔ)引擎有一個(gè)共享表空間（對(duì)應(yīng)文件/var/lib/mysql/ibdata1）,也叫系統(tǒng)表空間。

InnoDB系統(tǒng)表空間包含InnoBD數(shù)據(jù)字典和雙寫緩沖區(qū)，Change Buffer 和Undo Logs，如果沒(méi)有指定file-per-table，也包含用戶創(chuàng)建的表和索引數(shù)據(jù)。

• 數(shù)據(jù)字段：由內(nèi)部系統(tǒng)組成，存儲(chǔ)表和索引的元數(shù)據(jù)（定義信息）
• 雙寫緩沖（InnoDB的一大特性）

雙寫緩沖

InnoBD的頁(yè)和操作系統(tǒng)的頁(yè)大小不一致，InnoDB頁(yè)大小一般為16K，操作系統(tǒng)的頁(yè)大小為4K，InnoDB的頁(yè)寫入到磁盤時(shí)，需要分4次寫入。如果在這個(gè)4次寫磁盤的過(guò)程中，出現(xiàn)宕機(jī)。這種情況叫做部分寫失效，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

開關(guān)參數(shù)

show variables like 'innodb_doublewrite';

雖然我們可以通過(guò)redo log進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，但是在這個(gè)過(guò)程中，如果數(shù)據(jù)頁(yè)損壞了，就不能用來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)了。所以在InnoDB數(shù)據(jù)頁(yè)進(jìn)行寫入磁盤的時(shí)候，留下一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)副本，保證可以正常使用redo log恢復(fù)數(shù)據(jù)，這就double write,InnoDB的雙寫技術(shù)。

double write由兩部分組成，一部分內(nèi)存中double write，一部分是磁盤上double write。因?yàn)閐ouble write是順序?qū)懭氲?，不?huì)帶來(lái)很大的開銷。

2.2.2、獨(dú)占表空間 file-per-table tablespaces

可以通過(guò)下面開關(guān)設(shè)置，每個(gè)表獨(dú)占一個(gè)表空間。

show variables like 'innodb_file_per_table'; # 默認(rèn)開啟

開啟后，每張表都會(huì)開辟一個(gè)表空間，這個(gè)文件就是數(shù)據(jù)目錄下ibd文件，存放表的數(shù)據(jù)和索引。

2.2.3、通用表空間 general tablespaces 2.2.4、臨時(shí)表空間 temporary tablespaces 2.2.5、undo表空間 undo log tablespaces 2.3、后臺(tái)線程

• master thread：負(fù)責(zé)刷新緩存數(shù)據(jù)到磁盤并協(xié)調(diào)調(diào)度其他后臺(tái)進(jìn)程。
• IO thread：分為change buffer、log、read、write進(jìn)程。分別用來(lái)處理change buffer、重做日志、讀寫請(qǐng)求的IO回調(diào)。
• purge thread：用來(lái)回收undo頁(yè)。
• page cleaner thread：用來(lái)刷新臟頁(yè)。

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