【MySQL】InnoDB

InnoDB 是第一个完整支持 ACID 事务的 MySQL 存储引擎，其特点是行锁设计

支持 MVCC、支持外键、提供一致性非锁定读。

缓冲池

缓冲池简单来说就是一块内存区域，通过内存的速度来弥补磁盘速度较慢对数据库性能的影响。

在数据库中进行读取页的操作，首先将从磁盘读到的页存放在缓冲池中，这个过程称为将页 “FIX” 在缓冲池中。下一次再读取相同的页时，首先判断该页是否在缓冲池中。若在缓冲池中，称该页在缓冲池中被命中，直接读取该页。

对于数据库中页的修改操作，则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。

缓冲池的大小，是通过参数 innodb_buffer_pool_size 来设置的。

缓冲池中缓存的数据页类型有：索引页、数据页、undo 页、插入缓存、自适应哈希索引、InnoDB 存储的锁信息、数据字典信息等。

通常来说，数据库中的缓冲池是通过 LRU（Latest Recent Used）算法来进行管理的。即最频繁使用的页在 LRU 列表的前端，而最少使用的页在 LRU 列表的尾端。当缓冲池不能存放新读取到的页时，将首先释放 LRU 列表中尾端的页。

但采用这种算法时，会导致一个问题：当一次查询操作需要访问表中许多页时，根据缓存的机制，会将这些页放到缓存 LRU 的首部，那么，其他操作频繁的页会被刷出，从而影响缓冲池的效率。

为了解决这个问题，InnoDB 的 LRU 列表进行了优化，加入了 midpoint 位置。

新读取到的页，虽然是新访问的页，但并不是直接放到缓存列表的首部，而是放入到缓存列表的 midpoint 位置。

midpoint 是通过 innodb_old_blocks_pct 参数来配置的。

在 InnoDB 存储引擎中，把 midpoint 之后的列表称为 old 列表，之前的列表称为 new 列表。

同时，InnoDB 引入了另一个参数 —— innodb_old_blocks_time ，用来表示页读取到 midpoint 位置后，需要等待多久才会被加入到 LRU 列表的 new 列表中。

在实际的应用过程中，可以通过命令 show engine innodb status ，变量 Buffer pool hit rate 表示缓冲池的命中率。这个比率越大，说明缓冲池运行状态越好，当过低时，需要观察是否由于全表扫描引起的缓冲池被污染。

需要注意，show engine innodb status 显示的不是当前的状态，而是过去某个时间范围内 InnoDB 的状态。

InnoDB 在修改数据时，如果该数据在缓存中，会直接修改缓存中的数据，所以会出现缓存中的数据和磁盘中的数据不一致的现象。

在缓存中的页被修改后，称该页为脏页（dirty page），即缓冲池中的页和磁盘上的页的数据产生了不一致。

当产生脏页时，就需要一种机制来同步脏页到磁盘。这时就会通过 checkpoint 机制来将脏页刷新回磁盘。

当数据库发生宕机时，数据库不需要重做所有的日志，因为 Checkpoint 之前的页都已经刷新回磁盘。故数据库只需要对 Checkpoint 之后的重做日志进行恢复。