InnoDB 中的缓存淘汰策略是如何实现的?

了解 InnoDB 缓冲池管理

InnoDB使用类似于最近最少使用(LRU)算法的算法来实现缓存淘汰策略。然而,由于名为"midpoint insertion strategy"的功能,它比简单的 LRU 稍微复杂一些,该功能旨在防止大型、不经常访问的数据集从缓冲池中刷新较小但经常访问的数据集。

InnoDB缓冲池分为两个段,"old"段和"new"段。这种划分由innodb_old_blocks_pct配置参数控制 ,该参数定义用于旧块列表的总缓冲池的百分比。缓冲池的剩余部分用于新的块列表。

  1. 新页面: 当页面第一次加载到缓冲池中时,它被放置在中间点(将新旧段分开),而不是在最近使用的头部。这意味着需要再次访问新页面才能将其提升到"new"段。
  2. 旧页面: 如果在"old"段中加载页面并再次访问它,它将被移动到"new"段。如果不再访问它,它最终会从"old"列表的末尾掉下来并被驱逐。
  3. midpoint insertion strategy(中点插入策略): 该策略允许InnoDB管理非常频繁访问的页面的"new"列表,以及不经常访问的页面的"旧"列表。这个想法是为了防止大型扫描(仅一次触及大量页面)将很快不再需要的页面完全刷新到缓冲池。
  4. InnoDB缓冲池的配置参数:

InnoDB提供了几个控制缓冲池行为的配置参数:

  • innodb_buffer_pool_size: 这是 InnoDB 用于缓存其表的数据和索引的内存缓冲区的大小。该值设置得越大,访问表中数据所需的磁盘 I/O 就越少。在专用数据库服务器上,您可以将其设置为最多计算机物理内存大小的 80%。
  • innodb_buffer_pool_instances: 对于缓冲池在数 GB 范围内的系统,将缓冲池划分为单独的实例可以通过减少不同线程读取和写入缓存页面时的争用来提高并发性。每个缓冲池管理自己的空闲列表、刷新列表、LRU 以及与其连接的所有其他数据结构,并受到自己的缓冲池互斥锁的保护。
  • innodb_old_blocks_pct: 这个参数,如前所述,决定了为旧块列表保留的缓冲池的百分比。
  • innodb_old_blocks_time: 此参数设置插入旧子列表的块在第一次访问后必须保留在该位置才能移动到新子列表的时间段(以毫秒为单位)。

监控和调整缓冲池

监视缓冲池的状态可以为了解缓冲池和整个数据库的效率提供有价值的见解。您可以使用 SHOW ENGINE INNODB STATUS 命令获取有关缓冲池的统计信息,包括当前脏页数以及脏页和清理页的速率。

根据这些统计数据,您可能决定调整上述配置参数。例如,如果您发现页面逐出率很高(这意味着页面经常被加载到缓冲池中,但很快就会被逐出),如果您的系统 RAM 容量允许,您可能会决定增加缓冲池的大小它。

请记住,InnoDB 的缓冲池管理旨在通过最大限度地减少磁盘 I/O 来优化数据库性能,但最佳配置在很大程度上取决于特定的工作负载和硬件,因此监视性能并根据需要调整设置非常重要。因此,本质上,InnoDB 使用经过调整的 LRU 算法来实现其缓存淘汰策略。此方法旨在优化频繁访问的页面和不经常访问的页面之间的平衡,从而更有效地使用缓冲池并提高整体性能。

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