Mysql之innodb架构

Innodb存储引擎的架构

内存结构

• Bufer Pool

缓冲池是主内存中的一个区域，里面可以缓存磁盘上经常操作的真实数据，在执行增删改查操作时，先操作缓冲池中的数据(若缓冲池没有数据，则从磁盘加载并缓存)，然后再以一定频率刷新到磁盘，从而减少磁盘IO，加快处理速度。

缓冲池以Page页为单位，底层采用链表数据结构管理Page。根据状态，将Page分为三种类型

• free page:空闲page，未被使用。
• clean page:被使用page，数据没有被修改过
• dirty page: 脏页，被使用page，数据被修改过，也中数据与磁盘的数据产生了不一致。

• Change Buffer:

更改缓冲区(针对于非唯一二级索引页)，在执行DML语句时，如果这些数据Page没有在Buffer Pool中，不会直接操作磁盘，而会将数据变更存在更改缓冲区Change Buffer 中，在末来数据被读取时，再将数据合并恢复到Buffer Pool中，再将合并后的数据刷新到磁盘中

• Adaptive Hash lndex

自适应hash索引，用于优化对Buffer Pool数据的查询。InnoDB存储引警会监控对表上各索引页的查询，如果观察到hash索引可以提升速度，则建立hash索引，称之为自适应hash索引。
自适应哈希索引，无需人工干预，是系统根据情况自动完成。

• Log Buffer

日志缓冲区，用来保存要写入到磁盘中的log日志数据 (redo log、undo log)，默认大小为 16MB，日志缓冲区的日志会定期刷新到磁盘中。如果需要更新、插入或删除许多行的事务，增加日志缓冲区的大小可以节省磁盘I/O。
参数:

innodb_log_buffer_size: 缓冲区大小
innodb_flush_log_a_trx_commit: 日志刷新到磁盘时机

刷盘的时机
0:每秒将日志写入并刷新到磁盘一次。
1:日志在每次事务提交时写入并刷新到磁盘
2:日志在每次事务提交后写入，并每秒刷新到磁盘一次。

磁盘结构

• System Tablespace

系统表空间是更改缓冲区的存储区域。如果表是在系统表空间而不是每个表文件或通用表空间中创建的，它也可能包含表和索引数据。(在MSOL5x版本中还包含lnnoDB数据字典、undolog等)
参数:innodb_data_file_path

• File-Per-Table Tablespaces

每个表的文件表空间包含单个InnoDB表的数据和索引，并存储在文件系统上的单个数据文件中。每张表有自己独立的表空间。
参数:innodb_file_per_table

• General Tablespaces

通用表空间，需要通过 CREATE TABLESPACE 语法创建通用表空间，在创建表时，可以指定该表空间。

• Undo Tablespaces

撤销表空间，MySQL实例在初始化时会自动创建两个默认的undo表空间(初始大小16M)，用于存储undo log日志。

• Temporary Tablespaces

InnoDB 使用会话临时表空间和全局临时表空间。存储用户创建的临时表等数据。

• Doublewrite Buffer Files

双写缓冲区，innoDB引擎将数据页从Buffer Pool刷新到磁盘前，先将数据页写入双写缓冲区文件中，便于系统异常时恢复数据。

• RedoLog

重做日志，是用来实现事务的持久性。该日志文件由两部分组成:重做日志缓冲(redo log buffer)以及重做日志文件(redo og),前者是在内存中，后者在磁盘中。当事务提交之后会把所有修改信息都会存到该日志中,用于在刷新脏页到磁盘时,发生错误时，进行数据恢复使用。

以循环方式写入重做日志文件，涉及两个文件:
ib_logfile0
ib_logfile1

后台线程

• Master Thread

核心后台线程，负责调度其他线程，还负责将缓冲池中的数据异步刷新到磁盘中,保持数据的一致性，还包括脏页的刷新、合并插入缓存、undo页的回收。

• IO Thread

在InnoDB存储引擎中大量使用了AIO来处理I0请求，这样可以极大地提高数据库的性能，而10Thread主要负责这些IO请求的回调。

• Purge Thread

主要用于回收事务已经提交了的undo log，在事务提交之后，undo log可能不用了，就用它来回收。

• Page Cleaner Thread

协助Master Thread 刷新脏页到磁盘的线程，它可以减轻Master Thread 的工作压力，减少阳塞。