概念详解
MySQL中的buffer pool是用于缓存数据页的内存池，是MySQL中非常重要的组件之一。buffer pool中存储了MySQL中最常用的数据页，包括索引页和数据页，这些数据页被缓存到内存中，以提高查询性能。
下面是buffer pool的一些详细介绍：
- buffer pool的作用：buffer pool是MySQL用于缓存数据页的内存池，可以提高查询性能。当查询需要读取某个数据页时，如果该数据页已经在buffer pool中，则可以直接从内存中读取，而不需要从磁盘中读取。这样可以大大减少磁盘I/O操作，提高查询性能。
- buffer pool的大小：buffer pool的大小可以通过配置文件或者命令行参数进行设置。在MySQL 5.7版本及以后，buffer pool的默认大小为128MB。通常情况下，buffer pool的大小应该设置为系统可用内存的70%~80%左右，以充分利用内存资源。
- buffer pool的工作原理：当需要读取某个数据页时，MySQL会首先检查该数据页是否在buffer pool中。如果在，则直接从内存中读取；如果不在，则需要从磁盘中读取，并将该数据页缓存到buffer pool中。当buffer pool已满时，MySQL会根据一定的算法（LRU算法）来淘汰一些不常用的数据页，以腾出空间来缓存新的数据页。
- 如何判断数据页是否在 buffer pool 中呢？
- 使用EXPLAIN语句：在执行查询语句时，可以使用EXPLAIN语句来查看查询计划，其中会显示是否需要从磁盘读取数据页。如果查询计划中显示需要从磁盘读取数据页，则说明该数据页不在buffer pool中。
- 通常通过
Extra列来判断
- 具体来说，如果Extra列中显示Using index，则说明查询可以通过索引直接从buffer pool中读取数据，不需要从磁盘中读取数据页。
- 如果Extra列中显示Using where，则说明查询需要从磁盘中读取数据页，并且需要进行条件过滤。
- 如果查询需要访问的数据页都在buffer pool中，则查询的type列通常为index或ALL，并且Extra列中不会显示Using where等信息。
- 如果查询需要访问的数据页大部分在buffer pool中，但有一部分需要从磁盘中读取，则查询的type列通常为range或ref，并且Extra列中可能会显示Using where等信息
- 如果查询需要访问的数据页都在buffer pool中，则查询的type列通常为index或ALL，并且Extra列中不会显示Using where等信息。
- 如果查询需要访问的数据页大部分在buffer pool中，但有一部分需要从磁盘中读取，则查询的type列通常为range或ref，并且Extra列中可能会显示Using where等信息
- 通过EXPLAIN语句来判断不是特别准确。
- MySQl中有一个哈希表数据结构，它使用表空间号+数据页号，作为一个key，然后缓冲页对应的控制块作为value。
- 当需要访问某个页的数据时，先从哈希表中根据表空间号+页号看看是否存在对应的缓冲页
- 如果有，则直接使用；如果没有，就从free链表中选出一个空闲的缓冲页，然后把磁盘中对应的页加载到该缓冲页的位置
- buffer pool的监控和调优：可以通过SHOW STATUS命令来监控buffer pool的使用情况，包括缓存命中率、缓存读取次数、缓存写入次数等。如果缓存命中率较低，可以考虑增加buffer pool的大小；如果缓存写入次数较高，可以考虑优化查询语句或者增加内存等。
- buffer pool和磁盘I/O操作：buffer pool可以减少磁盘I/O操作，提高查询性能。但是，如果buffer pool的大小不足或者缓存命中率较低，则会增加磁盘I/O操作。因此，在使用MySQL时，需要合理设置buffer pool的大小，并优化查询语句，以提高缓存命中率。
总之，buffer pool是MySQL中非常重要的组件之一，对于提高查询性能和减少磁盘I/O操作都起到了至关重要的作用。因此，在使用MySQL时，需要充分了解和掌握buffer pool的相关知识，并根据具体情况进行监控和调优。
工作流程
BufferPool 读工作流程
- 分配内存
- MySQL启动时，InnoDB会根据配置文件中的参数（比如innodb_buffer_pool_size）来分配一定大小的内存作为buffer pool。
- 此时，buffer pool中没有任何数据页，是空的
- 判断数据页是否在buffer pool 中
- 不在：从磁盘读取页，并加载到buffer pool中
- 判断buffer pool空间是否已经满了
- 如果已经满了，根据 LRU 算法，淘汰不常用的数据页
- 在：直接从 buffer pool 中读取
BufferPool 更新工作流程
buffer pool的更新工作流程即是 MySQL "多版本并发控制（MVCC）" 机制的实现。
- 初始化，数据页 在 buffer pool 中仅仅被读取。
- 这个时候，多个事务可以对同一个数据页进行修改。
- 具体操作是
- 首先将原始数据页进行复制，并将复制后的数据页标记为 “脏页”
- 更新操作将会在复制后的数据页上进行
注意点一：由于InnoDB使用了“多版本并发控制”（MVCC）机制，因此即使某个事务在读取数据时未对其进行修改，该数据页仍然可能被其他事务修改，因此需要对其进行复制和标记为“脏页”。
注意点二：当buffer pool中的“脏页”数量达到一定阈值时，InnoDB会触发一次“脏页刷新”操作，将所有“脏页”写入磁盘中。
这个阈值可以通过innodb_max_dirty_pages_pct参数进行配置。
同时，在实际应用中，需要根据实际情况来配置buffer pool大小和其他参数。
以充分利用内存资源，减少磁盘I/O操作和“脏页刷新”操作对性能的影响。