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MySQL技术内幕读书笔记(持续更新)四

evilRat 2021-01-30
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2. 内存

1. 缓冲池

InnoDB存储引擎是基于磁盘存储的,并将其中的记录按照页的方式进行管理。因此可以将其视为基于磁盘的数据库系统(Disk-base Database)。CPU速度与磁盘速度差距很大,基于磁盘的数据库系统通常采用缓冲池技术来提高数据库的整体性能。

缓冲池就是一块内存区域,通过内存的速度来弥补磁盘速度对数据库性能的影响。

  1. 数据库操作时,缓冲池的使用

  • 当数据库进行读取页当操作当时候,首先将从磁盘读到当页缓存在缓冲池中,这个过程称为将页“FIX”在缓冲池中。下一次读取相同的页的时候,首先判断该页是否在缓冲池中,如果在,称该页在缓冲池中被命中,直接读取该页,否则读取磁盘上的页。
  • 对于数据库中页的修改操作,首先修改在缓冲池中的页,然后再以一定的频率刷新到磁盘上,这里要注意,页从缓冲池刷新回磁盘的操作并不是在每次页发生更新时触发,而是通过一种成为Checkpoint
    的机制刷新回磁盘。这样也提高了数据库的整体性能。
  • 缓冲池的大小:缓冲池的大小直接影响着数据库的整体性能

    1. 系统限制:32位操作系统的限制,最多将该值设置为3G。用户可以打开操作系统的PAE选项来获得32位系统下最大64GB内存的支持。
    2. 强烈建议采用64位操作系统,让数据库使用更多的内存。
    3. 对于InnoDB来说,缓冲池配置通过参数innodb_buffer_pool_size
      来设置
  • 缓冲池的类型:索引页、数据页、undo页、插入缓冲(insert buffer)、自适应哈希索引(adaptive hash index)、InnoDB存储的锁信息(lock info)、数据字典信息(data dictionary)等。从InnoDB 1.0.x开始,允许有多个缓冲池实例。每个页根据哈希值平均分配到不同到缓冲池实例中,增加了数据库的并发处理能力。可以通过参数innodb_buffer_pool_instances
    来进行配置,默认为1。

  • 2. LRU List、Free List和Flush List

    1. 数据库中的缓冲池是通过LRU(Last Recent Used,最近最少使用)算法来进行管理的。即最频繁使用的页在LRU列表的前端,而最少使用的页在LRU列表的尾端。当缓冲池不能存放新读取到的页时,将首先释放LRU列表中尾端的页。
    2. InnoDB对LRU算法做了一些优化,在LRU列表中加入了midpoint位置。新读取到到页,虽然是最新访问到数据,但是也不会直接放到LRU列表到首部,而是放到midpoint的位置。这个算法在InnoDB存储引擎下称为midpoint insertion strategy
      。在默认配置下,midpoint在LRU列表长度的5/8处,也就是LRU列表尾端的3/8(37%)的位置。midpoint位置可以由参数innodb_old_blocks_pct
      控制。在InnoDB中,把midpoint之后的列表称为old列表,之前的列表称为new列表。可以简单的理解为new列表中的页都是做活跃的热点数据。
    3. 为什么不用最常见的LRU算法(新数据直接放到首部)?这是因为某些SQL结果集可能超大,可能会将整个LRU列表中的数据刷出,导致真正的热点数据也被清除。加入midpoint可以保护热点数据。
    4. InnoDB还有另一个参数innodb_old_blocks_time
      (以毫秒为单位)用于表示页读到mid位置的后需要等待多久才会被加入到LRU列表的热端。页插入到mid位置后的innodb_old_blocks_time
      时间内,可以通过LRU列表访问页,但是无论多少次查询都不会将其移动到new列表,innodb_old_blocks_time
      时间后,如果再次被访问,就会被移动到new列表。


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