如何理解MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)Innodb內(nèi)存結(jié)構(gòu)以及怎樣使用內(nèi)存的，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，這篇文章詳細(xì)介紹了相對(duì)應(yīng)的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個(gè)問(wèn)題的小伙伴找到更簡(jiǎn)單易行的方法。

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概述

很多朋友可能會(huì)有許多關(guān)于Innodb如何使用內(nèi)存的問(wèn)題。我這里將簡(jiǎn)單介紹一下innodb內(nèi)存結(jié)構(gòu)，然后以innodb啟動(dòng)時(shí)的分配情況做一個(gè)解釋。

1. INNODB內(nèi)存結(jié)構(gòu)

(1) 聚集索引與非聚集索引：

聚集索引：主鍵，有序，存儲(chǔ)順序與內(nèi)存一致

非聚集索引：非主鍵，無(wú)序

• 聚集索引在葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的是表中的數(shù)據(jù)

• 非聚集索引在葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的是主鍵和索引列

• 使用非聚集索引查詢出數(shù)據(jù)時(shí)，拿到葉子上的主鍵再去查到想要查找的數(shù)據(jù)。(拿到主鍵再查找這個(gè)過(guò)程叫做回表)

(2) 緩沖池：

緩沖池用于存放各種數(shù)據(jù)的緩存。Innodb總是將磁盤中的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)庫(kù)文件)按頁(yè)(16K)讀取到緩沖池，然后按最近最少使用算法(LRU)來(lái)保存緩沖池中的數(shù)據(jù)。

如果數(shù)據(jù)庫(kù)文件需要修改，總是先修改在緩存池中的頁(yè)(發(fā)生修改后，該頁(yè)為臟頁(yè))，然后按一定頻率刷新到磁盤中。

(3) insert buffer(插入緩沖)：

使用條件：1.索引是輔助索引;2.索引不是唯一的。

也就是說(shuō)，主鍵索引不使用插入緩沖。主鍵索引是聚集索引，插入是順序的，執(zhí)行效率比較高，就不借助緩沖了。

但是，當(dāng)表中存在輔助索引(非聚集索引，非主鍵)時(shí)，不一定是順序的了，這時(shí)需要離散的訪問(wèn)，插入性能會(huì)降低。

所以，對(duì)于非聚集索引的插入和更新操作，不是直接插入到索引頁(yè)中，而是插入到緩沖中，再以一定頻率執(zhí)行插入緩沖和非聚集索引葉子節(jié)點(diǎn)的合并操作。

注：由于非主鍵索引葉子節(jié)點(diǎn)存的是主鍵和當(dāng)前列值，所以使用非聚集索引查詢時(shí)，先查輔助索引的那顆樹(shù)找到對(duì)應(yīng)的主鍵，再查主鍵索引的那顆樹(shù)，會(huì)查兩次，效率不高。

(4) redo log(重做日志)：

在事務(wù)提交的時(shí)候，Innodb會(huì)先把數(shù)據(jù)從磁盤中讀到內(nèi)存進(jìn)行修改，然后把事務(wù)日志寫(xiě)到日志緩沖(log buffer)，然后再刷新到重做日志文件(redo  log file)中進(jìn)行持久化，然后再定期刷新到磁盤中。

用于在實(shí)例故障恢復(fù)時(shí)，繼續(xù)那些已經(jīng)commit但數(shù)據(jù)尚未完全回寫(xiě)到磁盤的事務(wù)。

(5) double write(兩次寫(xiě))：

為防止redo log在寫(xiě)的過(guò)程中損壞，我們需要留個(gè)備份。若出現(xiàn)故障，先從備份中恢復(fù)redo log，再進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。

(6) undo log：

記錄數(shù)據(jù)修改前的鏡像，用于將未提交的事務(wù)回滾到事務(wù)開(kāi)始前的狀態(tài)。

undo操作：當(dāng)Innodb存儲(chǔ)引擎回滾時(shí)，它實(shí)際上做的是與之前相關(guān)的工作，對(duì)于insert操作，Innodb會(huì)完成一個(gè)delete，對(duì)于update，則會(huì)執(zhí)行一個(gè)相反的update，將修改前的行放回去。

(7) 自適應(yīng)哈希索引：

Innodb會(huì)監(jiān)控表上索引的查找頻率，若發(fā)現(xiàn)建立哈希索引會(huì)提升速度，則自動(dòng)創(chuàng)建哈希索引。不是對(duì)整張表建立索引，而是根據(jù)訪問(wèn)頻率對(duì)某些頁(yè)建立。

(8) 事務(wù)提交：

事務(wù)進(jìn)行過(guò)程中，每次sql語(yǔ)句執(zhí)行，都會(huì)記錄undo log和redo log，然后更新數(shù)據(jù)形成臟頁(yè)。然后redo  log按照時(shí)間或空間等條件進(jìn)行落盤，undo log和臟頁(yè)按照checkpoint進(jìn)行落盤，落盤后相應(yīng)的redo  log就可以刪除了。

此時(shí)，事務(wù)還未commit，如果發(fā)生崩潰，則首先檢查checkpoint記錄，使用相應(yīng)的redo log進(jìn)行數(shù)據(jù)和undo  log的恢復(fù)，然后查看undo log的狀態(tài)發(fā)現(xiàn)事務(wù)尚未提交，然后就使用undo log進(jìn)行回滾。事務(wù)執(zhí)行commit操作時(shí)，會(huì)將本事務(wù)相關(guān)的所有redo  log都進(jìn)行落盤，只有所有redo  log落盤成功，才算commit成功。

然后內(nèi)存中的數(shù)據(jù)臟頁(yè)繼續(xù)按照checkpoint進(jìn)行落盤。如果此時(shí)發(fā)生了崩潰，則只使用redo log恢復(fù)數(shù)據(jù)。

2. 一些重要的概念：

• NBLOCKS=Innodb_buffer_pool有多個(gè)頁(yè)(block)=innodb_buffer_pool_size/16384(16k)

• OS_THREADS= if ( innodb_buffer_pool_size >= 1000Mb) = 50000

• else if (innodb_buffer_pool_size >= 8Mb) = 10000

• else = 1000 (該值只用在*nixes系統(tǒng)上，對(duì)于Windows有一點(diǎn)小的區(qū)別計(jì)算OS_THREADS)

3. Innodb 使用的內(nèi)存包括：

• innodb_buffer_pool_size

• innodb_additional_mem_pool_size

• innodb_log_buffer_size

• adaptive index hash ,size (innodb buffer 索引管理區(qū))=  innodb_buffer_pool_size/64

• system dictionary hash,size(innodb內(nèi)部字典區(qū)) = 6 *  innodb_buffer_pool_size/512

• memory for sync_array,size(用于Innodb內(nèi)部syncronzation的開(kāi)銷)=OS_THREAD * 512

• memory for os_event,size(用于innodb內(nèi)存的syncronzation的開(kāi)銷)=OS_THREAD * 216

• memory for locking system(內(nèi)存的鎖管理系統(tǒng)),size = 5 * 4 *NBBLOCKS

4. innodb內(nèi)存使用的計(jì)算公式為：

Innodb_buffer_pool_size + innodb_log_buffer_size + innodb_additional_mem_pool_size + 812/16384 * innodb_buffer_pool_size + OS_THREADS * 368

對(duì)于812/16384 * Innodb_buffer_pool_size 可以簡(jiǎn)單的用 innodb_buffer_pool_size /  20　計(jì)算，對(duì)于OS_THREADS * 368

OS_THREADS * 368 = 17.5 MB if innodb_buffer_pool_size > 1000MB OS_THREADS * 3368 = 3.5 MB if innodb_buffer_pool_size > 8MB

舉一個(gè)例子：

如果你的innodb_buffer_pool_size有1500MB,innodb_additional_mem_pool_size =20  MB,innodb_log_buffer_size = 8M,

Innodb 將會(huì)向系統(tǒng)申請(qǐng)內(nèi)存為= 1500M + 20M + 8M + 1500/20 M +17.5 = 1620.5M

根據(jù)以上的條件可以算出Innodb最根本最需要多少內(nèi)存，這樣對(duì)于服務(wù)器的內(nèi)存使用也可以有一個(gè)規(guī)劃了。

關(guān)于如何理解MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)Innodb內(nèi)存結(jié)構(gòu)以及怎樣使用內(nèi)存的問(wèn)題的解答就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒(méi)有解開(kāi)，可以關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道了解更多相關(guān)知識(shí)。