innodb中内存管理机制BufferPool

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内存结构

InnoDB主索引是聚簇索引，索引与数据共用表空间，对于InnoDB而言，数据就是索引，索引就是数据。InnoDB缓存机制和MyISAM缓存机制的最大区别就是在于，InnoDB不仅仅是缓存索引，还会缓存数据。
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InnoDB缓存池
InnoDB缓存池（InnoDB buffer pool）是InnoDB性能提升的核心，它既可以缓存数据还可以缓存索引，甚至其他管理数据（例如元数据信息，行级锁信息）。

查看InnoDB缓存池的相关参数信息

show variables like 'innodb%pool%'

innodb_buffer_pool_size:用于设置InnoDB缓存池的大小。
InnoDB缓存池的大小对InnoDB整体性能影响较大，如果当前的MySQL服务器专门用于提供MySQL服务，应尽量增加InnoDB_buffer_pool_size的大小，把频繁访问的数据都放到内存中来，尽可能减少InnoDB对硬盘的访问。

在5.7.4 之前，如果想要更改 innodb_buffer_pool_size 的大小，只能 kill 掉进程才行，但是5.7.5开始，不需要停止进程就可以动态更改 innodb_buffer_pool_size 的大小。

innodb_buffer_pool_instances:默认值是1，表示InnoDB缓存池被划分到一个区域。适当地增加该参数（例如将该参数值设置为2），此时InnoDB被划分成为两个区域，可以提升InnoDB的并发性能。如果InnoDB缓存池被划分成多个区域，建议每个区域不小于1GB的空间。

innodb_additional_mem_pool_size：指定InnoDB用来存储数据字典和其他内部数据结构的缓存大小，默认值是2MB。InnoDB表的个数越多，该参数的值就应该设置得越大；当InnoDB用完缓存空间时，InnoDB就会操作系统申请内存空间，并向错误日志写入一条警告信息。

InnoDB缓存池内部结构

InnoDB在内存中维护一个缓存池用于缓存数据和索引。缓存池可以被认为一条长LRU链表，该链表又分为2个子链表，一个子链表存放old pages(里面存放的是长时间未被访问的数据页)，另一个子链接存放new pages（里面存放的是最近被访问的数据页面）。其余为new pages占用，靠近LRU链表头部的数据页表示最近被访问，靠近LRU链表尾部的数据页表示长时间未被访问，而这两个部分交汇处成为midpoint。

当用户需要访问数据时，InnoDB首先会在InnoDB缓冲池查找数据，如果缓冲池中没有数据时，InnoDB会将硬盘上的数据块插入到InnoDB缓存池中；如果InnoDB缓冲池已满，InnoDB通过LRU算法清除innoDB缓存池中个别数据块。每当有新数据块需要加载到InnoDB缓冲池中时，该数据块应变为‘数据页’被插到midpoint的位置，并声明为old数据页。那么old数据页什么时候能移动到new Page链表中呢？

（1）当InnoDB_old_blocks_time的参数值设置为0时。当old部分的数据页被访问到时，该数据页会被提升到链表的头部，并被标记为new数据页。

（2）当InnoDB_old_blocks_time的参数值大于0时（以1000毫秒或者1秒为例）。old部分数据页插入缓冲池后，1秒之后被访问，该数据页会被提升到链表的头部，并被标记为new数据页。在刚插入到一秒内，即便old部分的数据页被访问，该数据页也不会移动到new链表的头部。

查看InnoDB缓冲池结构的参数信息

show variables like ‘innodb_old%’

innodb_old_blocks_pct:控制old page子链表在LRU链表中的长度。
innodb_old_blocks_time:控制old page子链表的数据页移动到new page 子链表中的时机。

InnoDB缓存池预热

MySQL服务启动一段时间后，InnoDB会将经常访问的数据置入InnoDB缓冲池中。当InnoDB缓冲池的大小是几十GB甚至是几百GB时，由于某些原因（例如数据库定期维护）重启MySQL服务，如何将之前InnoDB缓冲池中的热数据重新加载到InnoDB缓冲池中？

从5.6版本开始，MySQL支持关闭MySQL服务时将内存中的热数据保存到硬盘，MySQL重启后首先将硬盘中的如数据加载到InnoDB缓冲池中，以便缩短warmup进程的时间，提高业务繁忙高并发时的效率。

查看有关InnoDB缓冲池预热功能参数设置

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innodb_buffer_dump_at_shutdown：默认为关闭OFF。如果开启该参数，停止MySQL服务时，InnoDB将InnoDB缓冲池中的热数据保存到本地硬盘。
innodb_buffer_pool_load_at_startup:默认为关闭OFF。如果开启该参数，启动MySQL服务时，MySQL将本地热数据加载到InnoDB缓冲池中。
innodb_buffer_pool_load_now:默认为关闭OFF。如果开启该参数，停止MySQL服务时，以手动方式将InnoDB缓存池中的热数据保存到本地硬盘。
innodb_buffer_pool_filename:如果开启InnoDB预热功能，停止MySQL服务时，MySQL将InnoDB缓冲池中的热数据保存到数据库根目录中，默认文件名为ib_buffer_pool.
innodb_buffer_pool_load_aborr:默认为关闭OFF。如果开启该参数，即便开启InnoDB预热功能，启动MySQL服务时，MySQL也不会将本地硬盘的热数据加载到InnoDB缓冲池中。

开启InnoDB缓冲池预热后，查看InnoDB缓冲池预热的状态信息

show variables like 'Innodb_buffer%'