MySQL数据库中的架构之内存架构

        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。

        内存结构中，主要分为这么四大块儿： Buffer Pool、Change Buffer、Adaptive Hash Index、Log Buffer。 接下来介绍一下这四个部分。

1). Buffer Pool

        InnoDB存储引擎基于磁盘文件存储，访问物理硬盘和在内存中进行访问，速度相差很大，为了尽可能 弥补这两者之间的I/O效率的差值，就需要把经常使用的数据加载到缓冲池中，避免每次访问都进行磁盘I/O。

        在InnoDB的缓冲池中不仅缓存了索引页和数据页，还包含了undo页、插入缓存、自适应哈希索引以及InnoDB的锁信息等等。

        缓冲池 Buffer Pool，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页为单位，底层采用链表数据结构管理Page。根据状态，将Page分为三种类型：

        • free page：空闲page，未被使用。

        • clean page：被使用page，数据没有被修改过。

        • dirty page：脏页，被使用 page ，数据被修改过，也中数据与磁盘的数据产生了不一致。

         在专用服务器上，通常将多达 80 ％的物理内存分配给缓冲池 。参数设置： show variables

like 'innodb_buffer_pool_size';

2). Change Buffer

         Change Buffer ，更改缓冲区（针对于非唯一二级索引页），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的意义是什么呢?

        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 可能会影响索引树中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ChangeBuffer之后，我们可以在缓冲池中进行合并处理，减少磁盘 IO 。

        

3). Adaptive Hash Index

         自适应 hash 索引，用于优化对 Buffer Pool 数据的查询。 MySQL 的 innoDB 引擎中虽然没有直接支持 hash 索引，但是给我们提供了一个功能就是这个自适应 hash 索引。因为前面我们讲到过， hash 索引在 进行等值匹配时，一般性能是要高于 B+ 树的，因为 hash 索引一般只需要一次 IO 即可，而 B+ 树，可能需 要几次匹配，所以 hash 索引的效率要高，但是 hash 索引又不适合做范围查询、模糊匹配等。

         InnoDB 存储引擎会监控对表上各索引页的查询，如果观察到在特定的条件下 hash 索引可以提升速度， 则建立 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。

         参数： adaptive_hash_index

4). Log Buffer

         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 16MB ，日志缓冲区的日志会定期刷新到磁盘中。如果需要更新、插入或删除许多行的事务，增加日志缓冲区的大小可以节省磁盘 I/O 。

         参数:   innodb_log_buffer_size ：缓冲区大小

        innodb_flush_log_at_trx_commit ：日志刷新到磁盘时机，取值主要包含以下三个：

        1: 日志在每次事务提交时写入并刷新到磁盘，默认值。

         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。