从磁盘读取数据页到Buffer Pool的时候，free链表有什么用？
我们怎么知道那些缓存是空闲的？
当我们数据库运行起来的时候，肯定会不断的做增删改查，将磁盘上读取一个一个数据页放入Buffer Pool中对应的缓存页里去
但是从磁盘数据页放入Buffer Pool中的缓存页的时候，必然涉及到一个问题，那些缓存页是空闲的？
数据库会设计一个free链表，一个双向链表，这个free链表里，每个节点就是一个空闲的缓存页描述数据块的地址，只要你一个缓存页是空闲的，那么他的描述数据块就会放入这个free链表中
free链表中占用了多少内存空间？
这个free链表，他本身就是由Buffer Pool里的描述数据块组成的，可以认为是每个描述数据块里都有两个指针，一个是free_pre，一个是free_next
对于free链表而言，只有一个基础节点是不属于Buffer Pool的，他是40字节大小的一个节点，里面存放着链表头节点的地址，尾节点的地址，还有free链表里当前有多少个节点
如何将磁盘上的页读取到Buffer Pool缓存页中去？
只要将free链表里获取一个描述数据块，然后就可以对应的获取足够描述数据块对应的空闲缓存页
怎么知道数据页有没有被缓存？
数据库有一个哈希表数据结构，他会用表空间号+数据页号，作为一个key，然后缓存页的地址作为value
当你使用一个数据页的时候，通过"表空间号+数据页号"作为这个key去这个哈希表里检查一下，如果没有就读取数据页，如果有就代表存在
当我们更新Buffer Pool数据时，flush链表有什么用？
脏数据页为什么脏？
我们要更新的数据页都会在Buffer Pool的缓存页里，共我们在内存执行增删改操作
接下来去更新Buffer Pool缓存页中的数据，此时一旦更新了缓存页中的数据，那么缓存页里的数据和磁盘上的数据页里的数据，就会不一致，这个就叫做脏数据，脏页
哪些缓存页是脏页？
我们之前学过，最终在内存里更新的脏页的数据，都是要被刷新回磁盘文件的
但是不可能所有缓存页都刷回磁盘的，因为有的缓存页可能因为查询的时候被读取到Buffer Pool里去，可能没有被修改
所有数据库在这里需要引入和free表类似的flush链表，其本质就是通过缓存页的数据块中的两个指针，让被修改的缓存页的数据块，组成一个双向链表
凡是被修改的缓存页，都会把他的描述数据块加入到flush链表中，flush意思是脏数据，后续都要刷新flush到磁盘
当Buffer Pool的缓冲页不够的时候，如何基于LRU算法淘汰部分内存？
当我们执行CRUD的时候，无论是查询数据还是修改数据，实际上都会把磁盘的数据页加载到缓存页里来。
那么在加载数据到缓存页的时候，必然是要加载到空闲的缓存页中，所有必须要从free链表中找一个空闲的缓存页，然后把磁盘上的缓存页加载到那个空闲的缓存页里去。
随着不停把磁盘上的数据页加载到空闲的缓存页中，free链表中的空闲缓存页会越来越少，迟早有一刻缓存页会满
这时候还要加载一个空闲的缓存页该怎么办？
针对这个问题，我们就需要使用淘汰缓存页了
缓存命中率概念引入
假设现在有两个缓存页，一个缓存页的数据，经常被修改和查询，比如命中100次请求，有30次请求都在查询和修改这个缓存页中的数据，这样就是这个缓存命中率高
另外一个，查询和修改在100次请求中，就命中1个，那么其命中率就很低
现在如果我们要腾出空间来选择一个，我们肯定会选择第二种方式
LRU算法
我们怎么知道哪些缓存经常被访问，哪些缓存很少被访问？
这时候就需要LRU链表，也就是最近最少使用的意思
简单的LRU算法会遇到哪些问题？
预读机制
首先会带来隐患的是MySQL的预读机制，当你从磁盘上加载一个数据页的时候，他可能会连带着把这个数据页相邻的其他数据页也加载到缓存当中
哪些情况下会触发MySQL的预读机制？
- 有一个参数
innodb_read_ahead_threshold，默认是56，如果顺序访问一个区里的多个数据页，访问的数据页的数量超过了这个阈值，此时就会触发预读机制，把下一个相邻区域中的所有数据页都加载到缓存里面去 - 如果Buffer Pool里缓存了一个区里的13个连续的数据页，而且这些数据页都是比较频繁被访问的，此时就会发送预读机制，把这个区域中的数据加到缓存中，这个机制是由
innodb_random_read_ahead来控制的，默认是OFF，也就是关闭的意思
另外一种可能导致频繁被访问的缓存页被淘汰的场景
全表扫描，会导致一下子将这个表所有的数据页都从磁盘加载到Buffer Pool里面去，这时候会导致以前经常访问的缓存页都被淘汰了
MySQL是如何基于冷热数据分离方案，来优化LRU算法的？
冷热数据分离
前面我们说明了简单的LRU算法带来的问题，而MySQL肯定也考虑到了这一点，所以他们使用的是冷热数据分离的思想
真正的LRU链表是拆分为两部分，一部分是热数据，一部分是冷数据，这个比例是由innodb_old_blocks_pct参数控制的，默认是37%，也就是冷数据占37%
运行流程
第一次加载一个缓存页的时候，其会先放到冷数据链表的头部
MySQL里面设定了一个参数innodb_old_blocks_time，默认为1000，也就是说一个数据页被加载到缓存页后，1s之后访问这个缓存页，他才会被挪动到热数据链表的头部
解决之前的问题
前面我们说到全部扫描，这时候不就迎刃而解，当全表扫描的时候，会将其全部放到冷数据头部的位置，而不影响热数据