InnoDB引擎

此文章是 《MySQL技术内幕：InnoDB存储引擎（第2版）》 一书的学习笔记，感兴趣的小伙伴可以自己买书学习。

InnoDB 中数据库和数据库实例的区别

在 mysql 中，数据库和数据库实例是有区别的，数据库指的是数据库文件，数据库实例是运行起来的数据库软件，用户通过数据库实例操作数据库，而非直接操作数据库。也就是说虽然数据库是文件，但是对数据库的一些操作并不一定就是很慢的磁盘IO。

InnoDB 是一个单进程多线程的数据库

InnoDB 是多线程的模型，通过下面的这些后台线程，对数据库进行操作。

• Master Thread 主要负责将缓存池中的数据异步刷新到磁盘。这个线程下有多种循环，InnoDB 根据不同的情况切换不同的循环
  • 主循环 loop
  • 后台循环 background loop
  • 刷新循环 flush loop
  • 暂停循环 suspendloop
• Io Thread ，InnoDB 通过 AIO 进行异步IO操作， Io Thread 负责处理这个异步 IO 的回调
• Purge Thread, InnoDB 1.1 版本后增加的， 负责在事务处理后，回收事务产生的 undolog
• Page Cleaner Thread, InnoDB 1.2 版本后增加的，负责刷新脏页。

InnoDB 内存分配

主要由下面几个部分组成

• 缓冲池
• LRU List、Free List和Flush List
• 重做日志缓存
• 额外的内存池，主要用来内存管理，内存管理也需要内存进行操作。

InnoDB 缓存池

InnoDB对数据的操作首先都是在缓冲池完成的，在查询的时候首先判断该页是否在缓冲池中。修改的时候先更新缓冲池中的页，然后通过 ckeckpoint 机制将数据页刷新回磁盘。缓存池中主要包含下面这些部分：

• 索引页
• 数据页
• undo 页
• 插入缓冲 insert buffer
• 自适应哈希索引 adaptive hash index
• 存储的锁信息 lock info
• 数据字典信息 data dictionary

InnoDB 的checkpoint 机制

正常数据发生修改时，数据库实例会先写入重做日志缓存，然后再写入磁盘。但是如果每一个缓存页发生更新时都马上写入磁盘，那么开销是特别大的，某些情况下会影响数据库实例的性能。所以只有当缓存池不够用的时候，再将缓存池中的脏页（与磁盘不一致的页）写入磁盘。这里 checkpoint 解决的问题主要是以下几点。

• 缩短数据库的恢复时间。 当服务器宕机时，服务器不需要重做所有的日志，只重做 checkpoint 之后的就可以
• 缓冲池不够用时，将脏页刷新到磁盘
• 重做日志不可用时，刷新脏页。比如重做日志很大了， 需要清理重做日志，在清理重做日志之前，需要将缓存池中的脏页刷新到当前重做日志的位置， 避免数据无法恢复。

InnoDB 的 AIO

前面提到了 InnoDB 是通过 AIO (Asyncchronous IO) 的方式进行磁盘操作， 和同步IO (Sync IO) 的区别在于，异步IO不用等上一次的操作结果返回就能立即进行下一个操作，比如同时发出10个IO请求然后再等待10个请求完成。AIO 还有一个好处是 InnoDB可以有选择性的合并IO, 比如AIO判断有多次IO请求操作的页是连续的，那么AIO就会合并到一个IO里。使用AIO据说可以使查询速度提高 75% 。

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