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页

InnoDB操作数据的最小的逻辑单位：页。（数据页，索引页）。
页之间采用双向链表连接，页内部的数据采用链表进行连接。
根据节点的大小，页能可能存储多个B+树节点。
使用一种缓冲池技术，将磁盘的页放到一块内存区域里面，这个内存区域叫做Buffer Pool。

Buffer Pool

BufferPool

Buffer Pool

  • Buffer Pool（默认大小128M）
  • change Buffer
  • Adaptive Hash Index

缓冲池满了，默认采用LRU算法来管理缓冲池。

当需要更新一个数据页时，如果数据页在 Buffer Pool 中存在，那么就直接更新好了。 否则的话就需要从磁盘加载到内存，再对内存的数据页进行操作。也就是说，如果 没有命中缓冲池，至少要产生一次磁盘 IO

ChangeBuffer

用于在对数据变更时，如果数据所在的数据页没有在 buffer pool 中的话，在不影响数据一致性的前提下，InnoDB 引擎会将对数据的操作缓存在 Change Buffer 中，这样就省去了从磁盘中读入这个数据页。

  • 优点：

利用写缓存减少磁盘的随机IO操作，提升数据库性能

先把修改记录卸载内存的缓冲池中，就是ChangeBuffer。
何时写入到磁盘的changeBuffer中：

  • 访问该数据页
  • 通过后台线程
  • 数据库shut down
  • redo log 写满的时候

何时将change刷入到数据页：

  • 原始数据页加载到bufferPool的时候
  • 系统后台定时触发merge操作
  • MySQL数据库正常关闭的时候

以下情况不适合开启ChangeBuffer：

  • 数据库都是唯一索引
  • 写入一个索引后，会立刻读取他

以下情况适合开启ChangeBuffer：

  • 数据库大部分都是非唯一索引
  • 业务写多读少
  • 写入数据后不会马上读取他

changeBuffer 实例

redo log buffer

用于实现事务的持久性，对应的磁盘的redo log，即MySQL里面的WAL技术（Write ahead logging）== 先写日志 再写磁盘。
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  • 为什么不直接写入磁盘，而是先写入日志

（用顺序IO代替随机IO提高系统吞吐） 如果我们所需要的数据是随机分散在不同页的不同扇区中，那么找到相应的数据需 要等到磁臂旋转到指定的页，然后盘片寻找到对应的扇区，才能找到我们所需要的一块 数据，一次进行此过程直到找完所有数据，这个就是随机 IO，读取数据速度较慢。 假设我们已经找到了第一块数据，并且其他所需的数据就在这一块数据后边，那么就不需要重新寻址，可以依次拿到我们所需的数据，这个就叫顺序 IO。 刷盘是随机 I/O，而记录日志是顺序 I/O，顺序 I/O 效率更高。因此先把修改写入日 志，可以延迟刷盘时机，进而提升系统吞吐。

  • 什么时候写入磁盘

缓存池内部有一个日志缓冲，专门用于保存即将计入日志文件的数据 image.png

磁盘结构

所有的数据都存放在表空间中，InnoDB的表空间分为5类：系统表空间，

增删改查语句执行原理

select

select * from user where username = ‘Java3y’

  • 查看对应页是否在缓存中，如果不是的话需要去磁盘加载。每次都是将一页放入内存中去进行操作，所以页内部的检索非常快。
  • 定位记录所在的页
  • 遍历双向链表，找到所在的页
  • 在页中查找对应的记录

    update

    1. update user set name = 'penyuyan' where id=1;

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  1. 先将修改记录到内存，redo log状态变为prepare
  2. 存储引擎告诉执行器，执行完成，可以提交事务
  3. 执行引擎写入binlog，然后调用存储引擎接口，设置redo log为commit状态
  4. 更新完成

    1、先记录到内存，再写日志文件。 2、记录 redo log 分为两个阶段。

3、存储引擎和 Server 记录不同的日志

4、先记录 redo，再记录 binlog。