MySQL-数据缓冲池（Buffer Pool）

• InnoDB存储引擎以 页 为单位管理存储空间，增删改查的本质就是访问页面。为提高查询效率，DBMS会占用内存作为缓冲池，在执行SQL之前，会将磁盘上的页 缓存到内存中的 缓冲池（Buffer Pool）后执行相关SQL语句。

1、缓冲池（Buffer Pool）

• 在InnoDB存储引擎中有部分数据会放到内存中，缓冲池占该内存的大部分空间，用来存储各种数据的缓存，如下所示：
  
• 缓冲池的重要性：消除CPU和磁盘之间的鸿沟，InnoDB存储引擎中会将完整页的数据全部加载到内存中将其缓存起来,省去磁盘IO
• 缓冲原则："位置 * 频次"原则，提高I/O访问效率进行优化，会优先对使用频次高的热数据进行加载
• 预读特性：在读取数据的时候存在一个"局部性原理" 即 使用一些数据，大概率会使用它周围的数据，则会采用预读的机制提前加载，有效减少未来可能的磁盘I/O操作

2、查询缓存

• 是指提前将 查询结果缓存 起来，后续不需要执行就能获取到结果。
• 在MySQL的查询缓存并非缓存查询计划，而是查询对应的结果，只要数据表发生变化，查询缓存都会失效。
• 与 缓冲池 的共同特点都是通过缓存的机制提高效率

3、缓冲池读取数据

• 缓冲池管理器会尽量将经常使用的数据保存起来，在数据库进行读操作的时候，首先会判断该页面是否在缓存池中，如果存在直接读取，如果不存在就会通过内存或磁盘将页面放到缓冲池中再进行读取。
• 缓存在数据库中的结构和作用如下所示：
  
• 当对数据库中的记录进行修改时，首先会修改缓冲池中页里面的记录信息，然后数据库会以一定频率刷新到磁盘上。缓冲池会采用一种叫 checkpoint 的机制 将数据写入磁盘

4、查看和设置缓冲池的大小

• MyISAM存储引擎，只缓存索引，不缓存数据，对应的键缓存参数为：key_buffer_size
• InnoDB存储引擎，通过查看innodb_buffer_pool_size变量来查看缓冲池的大小，命令如下：

mysql> show variables like '%innodb_buffer_pool_size';
+-------------------------+-----------+
| Variable_name           | Value     |
+-------------------------+-----------+
| innodb_buffer_pool_size | 134217728 |
+-------------------------+-----------+
1 row in set (1.01 sec)

• InnoDB存储引擎设置缓冲池大小，命令如下：

mysql> set global innodb_buffer_pool_size=268435456;
Query OK, 0 rows affected (0.45 sec)

mysql> show variables like '%innodb_buffer_pool_size';
+-------------------------+-----------+
| Variable_name           | Value     |
+-------------------------+-----------+
| innodb_buffer_pool_size | 268435456 |
+------------------------

5、多个缓冲池（Buffer Pool）实例

• 缓冲池的本质就是 InnoDB向操作系统申请一块 连续的内存空间，在多线程环境下，访问Buffer Pool中的数据都需要加锁处理。
• 在Buffer Pool 特别大并且多线程并发访问特别高时，可以将Buffer Pool 拆分成若干个小的Buffer Pool ，每个Buffer Pool称为一个实例。
• 每个实例都是独立的去申请内存空间，独立的管理各种链表。
• 查看缓冲池的个数，执行命令如下：

mysql> show variables like '%innodb_buffer_pool_instances%';
+------------------------------+-------+
| Variable_name                | Value |
+------------------------------+-------+
| innodb_buffer_pool_instances | 1     |
+------------------------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

• 对Buffer Pool拆分，可以在配置文件中配置 具体启动选项，如：

[root@rqtanc ~]# vim /etc/my.cnf

[server]
innodb_buffer_pool_instances=2

• Buffer Pool的实例大小相关计算依据为：innodb_buffer_pool_size/innodb_buffer_pool_instances

6、缓冲池更新数据流程