Mysql InnoDB存储引擎

InnoDB的体系结构

分为三块，分别是后台线程，内存池，文件。

后台线程主要作用是刷新内存池中的数据，保证缓冲池中数据都是最新的数据。

将缓冲池中的数据刷刷新到磁盘文件中，保证发生异常时候，发生缓冲池和磁盘数据不一致时能正常恢复。

后台线程分为:

Master Thread：核心线程，负责缓冲池数据刷回磁盘，脏页刷新，合并插入缓冲，UNDO页回收等。

每秒一次的工作：

复制代码

    日志缓冲刷新到磁盘
    合并插入缓冲
    刷新100个InnoDB缓冲池中的脏页到磁盘
    即使事务还没有提交，InnoDB仍然会每秒将重做日志缓冲内容刷新到重做日志文件，所以即使是很大的事务也能快速提交。

每十秒一次的：

复制代码

	    刷新100个脏页到磁盘
	    合并至多5个插入缓冲
	    将日志缓冲刷新到磁盘
	    删除无用的Undo页

IO Thread:负责AIO的回调处理

第一是因为一个SQL的查询，可能需要读取磁盘中的多个索引页，AIO可以并行读取数据，提高读取的效率。

第二是可以进行IO合并操作，当读取的多个页是相邻的，可以合并为一个IO请求，提高IOPS
Purge Thread：回收已经没有用的UNDO页(从Master Thread抽离)
Page Cleaner Thread：脏页刷新回磁盘(从Master Thread抽离)

缓冲池是主内存中的一个区域，里面可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。

InnoDB将数据文件按页(每页16K)读入缓冲池，然后按最近最少使用算法(LRU)保留缓存数据，最后通过一定频率将脏页刷新到文件。

InnoDB内存数据对象：

1.页的读取：数据库读取页的时候，会先判断缓冲池中是否已经存在该页，如果存在，就直接使用缓冲池中的页，如果不存在，就从磁盘中进行读取。

2.页的修改：对于页的修改，也是先修改缓冲池中的页，然后再以一定的频率刷新到磁盘进行持久化。

如果数据在刷回磁盘前数据库异常了怎么办？

答案：根据Redo日志进行恢复。InnoDB会保证，在页修改时，Redo日志必须已经持久化到磁盘。

3.页的管理

InnoDB使用LRU来管理缓冲池中的页，LRU会把最新的数据插入到头部，淘汰掉尾部的数据。

InnoDB使用的LRU有一点不同的是，最新的数据会插入到中间的位置，这是为了避免一些冷门的大SQL需要扫描很多页，导致热点数据被刷掉。

修改缓冲（change buffer）

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，在未来数据被读取中，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。

修改缓冲需要满足两个条件

1.非唯一，因为唯一在插入时需要判断约束，无法缓冲

2.索引是非聚簇索引：InnoDB是用B+Tree的索引结构来存储数据的，非聚簇索引在存储结构上并不是连续的，这时候需要离散地读取非聚簇索引页，造成插入的性能下降

日志缓冲区

用来保存要写入到磁盘中的log日志（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节省磁盘IO

每张表通常都会对应多个文件，其中包括.ibd文件和.frm文件。