MySQL 学习（五） InnoDB架构

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  表空间（ibd文件），一个MySQL实例可以对应多个表空间，用于存储记录、索引等数据。 段，分为数据段（Leaf node segment）、索引段（Non-Leaf node segment）、混滚段（Rollback segment），InnoDB是索引组织表，数据段就是B+树的叶子节点，索引段即为B+树的非叶子节点。段用来管理多个Extent（区）。 区，表空间的单元结构，每个区的大小为1M。默认情况下，InnoDB存储引擎页大小为16K，即一个区中一共有64个连续的页。 页，是InnoDB存储引擎磁盘管理的最小单元，每个页的大小默认为16K。为了保证页的连续性，InnoDB存储引擎每次从磁盘申请4-5个区。 行，InnoDB存储引擎数据是按行存放的。   MySQL5.5版本开始，默认使用InnoDB存储引擎，它擅长事务处理，具有崩溃恢复特性，在日常开发中使用非常广泛。下面时InnoDB架构图，左侧为内存结构，右侧为磁盘结构。 内部结构 Buffer 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），然后再以一定的频率刷新到磁盘，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分为三中类型： 1.free page：空闲page，未被使用 2.clean page：被使用page,数据没有被修改过 3.dirty page：脏页，被使用page，数据被修改过，页中数据与磁盘的数据产生了不一致   Change Buffer：更改缓冲区（针对于非唯一索引二级索引页），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，在未来数据被读取时，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。 Change Buffer的意义是什么？ 与聚集索引不同，二级索引通常是非唯一的，并且以相对随机的顺序插入二级索引。同样，删除和更新可能会影响索引树种不相邻的二级索引页，如果每一次都操作磁盘，会造成大量的磁盘IO。有了Change Buffer之后，我们可以在缓冲池中进行合并处理，减少磁盘iIO。   Adaptive Hash Index:自适应hsah索引，用于优化对Buffer Pool数据的查询。InnoDB存储引擎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，则创建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的。 参数：adaptive_hash_index   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16M，日志缓冲区的日志会定期刷新到磁盘中。如果需要更新、插入或者删除许多行的事务，增加日志缓冲区的大小等于节省磁盘I/O。 参数： innodb_log_buffer_sieze:缓冲区大小 innodb_flush_log_at_trx_commit:日志刷新到磁盘时机 1：日志在每次事务提交时写入并刷新到磁盘 0：每秒将日志写入并刷新到磁盘一次 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:系统表空间时更改缓冲区的存储区域。如果表时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MySQL5.x版本中还包含InnoDB数据字典，undolog等） 参数：innodb_data_file_path File-Per-Table Tablespace: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。 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。 CREATE TABLESPACE XXX ADD DATAFILE 'file_name' ENGINE='engine_name'; -- create tablespace ts_myspace add datafile 'mytable.ibd' engine=innodb; 创建表时，如果想要使用通用表空间的话，或者说要自己指定表空间的话,可以添加tablespace 参数来自定义指定： create table newtable(id int primary key auto_increment,name varchar(10)) engine=innodb tablespace ts_myspace; Undo Tablespace：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（初始大小为16M）,用于存储undo log 日志。 Temporary Tablespace：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，先将数据叶写入双写缓冲区文件中，便于系统异常时恢复数据。 Redo Log: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 log），前者是在内存中，后者是在磁盘中。当事务提交之后，会把所有修改信息都会存到该日志中，用户在刷新脏页到磁盘发生错误时，进行数据恢复使用。   后台线程 后台线程分为以下几组： 1.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，合并拆入缓存，undo页的回收等。 2.IO Thread 在InnoDB存储引擎中大量使用了AIO（异步非阻塞IO）来处理IO请求，这样可以极大地提高数据库的性能，而IO Thread主要负责这些IO请求的回调。 3.Purge Thread 主要用户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。 4.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，减少阻塞。

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