innoDB的一点笔记

核心概念：

• 后台线程（master thead|IO thead|purge thead）、缓存（INODE缓存、INDEX缓存、插入缓存、重做日志缓存、）、重做日志、bin-log、checkpoint、聚集索引、辅助索引、数据页；
• Insert Buffer:对于非聚集索引的插入或者更新操作，不是每一次直接插入到索引页，而是先判断插入的非聚集索引是否在缓存池中，若在，则直接插入；若不在，则先放入到一个Insert Buffer对象里，再由后台线程定时合并（merge）到辅助索引页中。这是一棵全局B+树。
• 异步IO：缓存池中的数据页写入磁盘时，使用异步IO，合并写入；
• binlog：mysql记录的二进制日志，是基于statement的逻辑日志，主从复制一般基于这个日志，事务提交时写入磁盘。
• redo log: InnoDB引擎记录的物理日志（数据页），保证数据的可靠性，先于数据页写入磁盘。用来保证事务的原子性和持久性。
• undo log: InnoDB引擎记录的事务逻辑日志（数据行），当事务回滚时使用。InnoDB的MVCC也是通过undo log来实现的。用来保证事务的一致性。
• 聚集索引：是一棵B+tree，非叶子节点存放key值（整个索引的部分key值），叶子节点存放key值+行记录，一页存放多条数据，页之间是一个链表结构。
• 辅助索引：也是一棵B+tree，非叶子节点和聚集索引相同，叶子节点存放的是key值+主键的值，页之间是一个链表结构。
• checkpoint：innodb的技术，定时将脏页刷入磁盘。通过LSN来标记版本；减少内存占用，减少宕机时的恢复时长。

数据插入的过程：binlog怎么写？redo log怎么写？

• 开启事务：
  插入数据放入缓冲池数据页；
  记录undo log到缓冲池；
  非唯一的辅助索引放入Insert Buffer；唯一辅助索引放入缓存池索引页；
  重做日志放入重做日志缓存（包括数据的redo log和undo log的redo log）；--》 后台线程定时把重做日志缓存刷入文件；
• 提交事务：
  InnoDB进行prepare操作；
  mysql写入binlog；fsync；
  InnoDB写入redo log，调用fsync确保日志都从重做日志缓存写入磁盘；
• 完成事务：
  后台线程定时将缓存池中的脏页写入磁盘，按照主键的顺序写入聚集索引页；写入辅助索引页；异步IO、合并写入；
  后台线程定时将缓存池中的undo log写入磁盘；
  后台线程定时执行full purge操作，删除无用undo log，真正删除没有被引用的update、delete记录；

数据修改的过程：

过程和插入一样，只是对修改数据的处理不一样：
将原来的数据标记为删除；
插入一条新的数据；
生成undo log；生成redo log；
事务提交，purge线程检查历史版本的数据是否可删除（如果有其他事务引用就延迟删除）；

插入时宕机怎么恢复：

事务未提交：
根据redo log完成数据页和undo log页的修改；
根据undo log回滚未提交事务；。
事务已提交：
这种情况，mysql的bin log已经写入磁盘，redo log也已经写入磁盘。只需要根据redo log，完成数据页的修改即可。

数据查询的过程：

• 搜索主键：
  主键是B+树，找到值所在的页；
  把页加载入内存，在内存中查找到数据行；
• 搜索辅助索引：
  搜索B+树，定位到叶子节点，找到主键的值；
  搜索主键；
• 搜索无索引列：
  通过主键的叶子节点做全表遍历；
• 范围搜索：
  找到第一个节点，然后按照链表依次往后搜索；

Innodb数据存储结构：

表空间、段、区-1MB、页-16K
B+树，叶子节点保存数据，非叶子节点保存索引

隔离级别是怎么产生作用的？版本的粒度是行还是表？

innodb对行数据使用版本管理，当修改一条数据时，会产生一条最新的数据，而之前的数据就成为了一个历史版本；

• 在READ COMMITTED隔离级别下：
  两个事务一个查一个改：查询sql总是读取到最新的数据版本；
  两个同时改：按行锁定，一个事务会查到另一个事务插入或新增的数据（幻读）；
• 在REPEATABLE READ隔离级别下：
  两个事务一个查一个改：查询sql总是读取到事务开始时的那个版本；
  两个同时改：按照范围锁定，消除了幻读；

B树和B+树的主要区别：

B树的非叶子节点也存放数据；B+树是B树的变种，只有叶子节点才存放值，这样非叶子节点能存放更多的key，树的层树就更少，就会有更好的查找性能。

B+树的节点和页是什么关系？一层一页，还是一层多页？多层一页？

一般树的高度在2~4层；末级是数据页，上层是主键索引页。索引页和数据页都是一个页存多条数据。不会存在多层一页的情况，一层多页。

联合索引的结构：

联合索引也是一颗B+树，不过key是多个值的组合。