Mysql 百问系列： Change Buffer 是什么

问题

1. change buffer 有什么作用？
2. 什么情况下会用到change buffer

准备工作

 select * from information_schema.innodb_metrics where name like '%ibuf%';

可以查看到change buffer 的相关信息。

创建张表

CREATE TABLE `author_1` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `age` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `index_name` (`name`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

author_1 有主键索引，和一个index_name 的二级索引。

假设该表存在以下数据

聚簇索引的结构类似于：

我们知道二级索引 的value 存的是主键，例如此例子中二级索引的结构类似于：

如果没有Change Buffer ，一条更新语句是如何执行的？

update author_1 set name = 'xxx' where id = 1

这个语句需要修改 2 个页面的数据。

1. 第一处 是 聚簇索引 中的 id =1 条中的数据。
2. 第二处 是 修改二级索引的 name 的数据。

更新流程是：
首先在 Buffer Pool 中查找对应的 页，（也就是页6， 和页65）
这里产生了2种情况：

1. 页6 和 页 65 在Buffer Pool 中， 那么只要更新内存中的记录， 并写 redo log 。
2. 页6 和 页 65 不在 Buffer Pool 中， 那么需要从磁盘中进行读取，放入内存后， 再修改， 并写redo log.

我们知道磁盘IO 比较耗时，所以Mysql 为了优化这一步骤，引入了Change Buffer 。

Change Buffer 作用场景

首先强调：

• Change Buffer 是针对 非唯一的二级索引 的优化!
• Change Buffer 是针对 非唯一的二级索引 的优化!
• Change Buffer 是针对 非唯一的二级索引 的优化!

那么也就是 主键，以及唯一索引 是用不了这个优化的。
对应到例子中, 即使引入了Change Buffer ,如果页6不在Buffer Pool 中，无论如何都需要从磁盘中读取，然后修改。
而页65,则不同了：
这个时候页65，不需要从磁盘中进行读取了，InnoDB 会直接写一条信息到Change Buffer 中，然后写redo log 。这样无需进行磁盘IO就可以完成更新。

总结下 Change Buffer 只有 对非唯一的二级索引 的数据页 ，并且该数据页不存在Buffer Pool 中，才会被使用到。

另外说明一点：change buffer 和 redo log 的数据为了持久化是会被刷入磁盘的。 也许会有疑问？这还不是进行磁盘操作了吗？ 是进行磁盘操作了，但是change buffer 和 redo log 都是进行顺序写效率较高 （磁盘顺序写 和 随机写 性能差异很大）

修改后立即读取会如何？

select * from school where name = 'xxx'

由于会用到 index_name 索引， 所以需要将页65 读取到Buffer Pool ，但我们知道此时页面65页中 只有记录 ‘abc’ ，那么读取页面65 之后，InnoDB 首先把 Change Buffer 中的数据 与读取的数据merge ,然后存储在Buffer Pool中，这个时候页65 中的数据就是正确的数据了。

为什么唯一索引无法使用Change Buffer ?

道理很简答， 唯一索引 在插入修改时都要进行唯一判断。如果不读取数据无法进行判断，既然数据无论如何都必须读取到Buffer Pool 中 自然就不会用到Change Buffer 了。

总结

change buffer 提升了对非唯一二级索引 的写性能。 如果业务上对字段没有唯一性要求，那么应该尽量使用普通索引，避免唯一索引。对于写多读少的业务来说，页面在写完以后马上被访问到的概率比较小，此时 change buffer 的使用效果最好。这种业务模型常见的就是账单类、日志类的系统。