InnoDb 体系架构和特性详解 (Innodb存储引擎读书笔记总结)

后台线程

•Master Thread

核心后台线程，主要负责将缓冲池的数据异步刷新到磁盘。例如脏页的刷新，插入缓冲的合并，undo 页的回收等。

每秒一次的操作：

1.日志缓冲刷新到磁盘，即使该事务还没有提交。该操作总是会发生，这个就是为了再大的事务，提交时间都很短。

2.当IO压力很小时（1s内发生的IO次数小于5% innodb_io_capacity）合并5% innodb_io_capacity 的插入缓冲。

3.当脏页比例大于 innodb_max_dirty_pages_cnt, 刷新 innodb_io_capacity 个缓冲池中的脏页到磁盘。否则如果 innodb_adaptive_flush 开启，则根据buf_flush_get_desired_flush_rate 来选择合适刷新脏页数量进行刷新。

每10秒一次的操作：

1.如果过去10S 内IO操作小于 innodb_io_capacity， 刷新 innodb_io_capacity 个缓冲池中的脏页到磁盘。

2.合并5% innodb_io_capacity 个插入缓冲。

3.将日志缓冲刷新到磁盘。

4.删除无用的undo页。

5.如果缓冲池中脏页比例超过70%，再次刷新 innodb_io_capacity 个脏页到磁盘。否则刷新10% innodb_io_capacity 个脏页。

background loop(数据库空闲或者数据库关闭时):

1.删除无用的undo页。

2.合并 innodb_io_capacity 个插入缓冲。

flush loop(数据库空闲）：

1.刷新 innodb_io_capacity 个脏页

•IO Thread

Innodb存储引擎大量使用了AIO， IO Thread主要负责IO请求的回调。 可使用innodb_read_io_threads和innodb_write_io_threads参数列表调整。

•Purge Thread

事务提交后。该事务相关的undolog可能不再需要。Purge Thread就是用来回收不需要的undo页的。

•PageCleaner Thread

负责脏页的刷新操作。减轻master thread的工作以及对于用户查询线程的阻塞。

内存缓冲池

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。这就意味着不是每次缓冲池中的页修改时触发刷新回磁盘，而是通过checkpoint技术刷新回磁盘。缓冲池的大小配置可通过 innodb_buffer_pool_size来设置。

缓冲池的数据页类型有：数据页，索引页，undo页，插入缓冲，自适应哈希索引，innodb存储的锁信息，字典信息。

现在innodb存储引擎允许多个缓冲池实例。这样通过hash到不同缓冲池实例来减少锁的竞争。该参数可以通过innodb_buffer_pool_instance.

缓冲池是一个很大的内存区域，数据库通过LRU算法来进行管理。但是因为考虑到全表扫描的操作。因此没有采用朴素的LRU算法。LRU列表中加入的midpoint位置。新读取到的页，并不是直接放到lru列表的首部，而是midpoint位置。默认情况下，在lru列表长度的5/8处。由参数innodb_old_blocks_pct控制。

插入缓冲

对于非聚集索引的插入和更新操作，Innodb存储引擎并不是直接插入到索引页中，而是的Insert Buffer。然后再以一定的频率进行insertbuffer和辅助索引叶子节点的merge。着通常将多个随机插入合并到一个操作中。大大提高了非聚集索引插入的性能。