MySQL技术内幕：InnoDB存储引擎阅读笔记（一）

• 第一章以及第二章前半部分
• • 数据库和数据库实例的区别
  • 数据库体系结构
  • InnoDB引擎的特点
  • InnoDB体系架构
  • • 线程
    • 内存

数据库是二进制文件，存放在二级存储器，数据库实例是程序进程，用来完成对数据库的一系列操作。

包括以下几部分：

1. 连接池组件
2. 管理服务和工具组件
3. SQL接口组件
4. 查询分析器组件
5. 优化器
6. 缓冲
7. 插件式存储引擎
8. 物理文件

• 存储引擎是基于表的，而不是数据库
• 行锁设计
• 支持外键
• 支持非锁定读（默认读操作不会产生锁）
• InnoDB使用MVCC（多版本并发控制）来获得高并发性。实现了SQL标准的4种隔离级别
• 使用next-key locking的策略避免幻读产生
• 提供插入缓冲、二次写、自适应哈希索引、预读等功能
• 可以查看MySQL官方手册了解几个不同存储引擎的区别

InnoDB存储引擎有多个内存块，可以认为这些内存块组成一个大的内存池，负责：

• 维护所有进程/线程需要访问的多个内部数据结构
• 缓存磁盘上数据，方便快速地读取，同时对磁盘文件的数据修改之前在这里缓存
• 重做日志缓冲

后台线程的主要作用是刷新内存池中的数据，保证缓冲池中内存缓存的是最新的数据，此外将已经修改的数据文件刷新到磁盘文件，保证在数据库发生异常的情况下InnoDB能回复到正常运行状态。

InnoDB是多线程的模型。所以后台有多个不同的后台线程，处理不同任务。

• Master thread：核心的后台线程，负责将缓冲池中的数据异步刷新到磁盘，保证数据一致性。包括1脏页的刷新，2合并插入缓冲，3UNDO页的回收。
• IO Thread：InnoDB中大量使用AIO处理IO请求。IO Thread负责这些IO请求的回调处理。
• Purge Thread：事务被提交后，其锁使用的undo_log可能不再需要，因此需要Purge Thread来回收已经使用并分配的undo页。Purge Thread以前是在Master Thread中的，现在可以单独作为线程使用，使用 innodb_purge_threads = 1来启用，且支持多个线程。
• Purge Cleaner Thread ：将之前版本中脏页的刷新操作都放入到单独的线程中来完成，减轻Master Thread的工作，以及对于用户查询线程的阻塞。

InnoDB存储引擎是基于磁盘存储的。将记录按照页的方式进行管理。
缓冲池的作用是为了缓解cpu速度和磁盘读取速度的差距。
缓冲池简单说 就是 一块内存区域。通过内存速度来弥补磁盘速度较慢对数据库性能影响。

• 读取操作：先将磁盘的页放入缓冲池，如果下一次再读取相同的页，判断是否在缓冲池中，如果在，就是命中，不在，则从磁盘读取。
• 修改操作：先修改在缓冲池中的页，以一定频率刷新到磁盘上。以一种Checkpoint机制刷新回到磁盘。
• 缓冲池大小可以通过 参数 innodb_buffer_pool_size 设置。
• 缓冲池中具体缓存的数据页，不能简单地认为只有索引页和数据页。如下图：