第二章：innodb存储引擎

• 特点：行锁设计、支持mvcc、支持外键、提供一致性非锁定读，同时设计被用来最有效的利用及使用内存和cpu
• Innodb创始人（1964芬兰赫尔辛基）linux linus的大学校友
• ACID是指
  • 原子性（Atomic）
  • 一致性（consistent）
  • 隔离性（isolated）
  • 持久性（durable）
• Innodb存储引擎架构

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后台线程的主要作用是负责刷新内存池中的数据，保证内存池中的数据缓存是最新的数据，此外将已刷新的数据刷新到磁盘文件，同时保证数据库发生异常情况下innodb能恢复到正常运行状态

• 后台线程（Innodb存储引擎是多线程的模型）
  • Master thread
  • Io thread 异步io
  • Purge thread 垃圾清理、回收
  • Page cleaner thread 脏页刷新操作
• 内存
  • 数据缓冲池
    • 提高数据库整体性能,协调cpu速度与磁盘速度的鸿沟
    • 配置参数：innodb_buffer_pool_size
    • 缓存对象：索引页、数据页、undo页、insert buffer 、自适应hash索引等

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• 可以配置多个缓存实例来提高并发：innodb_buffer_pool_instances

• 内存管理算法（LRU List、Free List、Flash List）

  • LRU List 最近最少使用
    • 及最频繁使用的页在LRU列表的前端，最少使用的页在LRU列的尾端，当缓冲池不能存放新读取到的页时，首先释放LRU列表的尾端的页
    • Innodb对LRU传统算法进行了优化，新数据页不是直接放到LRU首端，而是放到midpoint位置（可通过innodb_old_blocks_pct配置），midpoint之后的为old之前的为new（最活跃的热点数据），使用midpoint的目的是为了不让一些并非真正的活跃热点数据占用了new列表空间
    • LRU列表用来管理缓存池中页的可用性，Flash列表用来管理将页刷回磁盘，二者互不影响

• 重做日志缓冲（redo log buffer）

  • 默认8m可通过innodb_log_buffer_size设置
  • 以下几种情况会把缓冲区的重做日志刷新到磁盘
    • Master thread每秒刷新
    • 每个事务提交
    • 当重做日志缓冲池剩余空间小于1/2

• 额外的内存池

• Checkpoint技术

  • 为了避免发生数据丢失问题，当前数据库系统普遍采用write ahead log策略，即先写重做日志再修改页，当发生宕机时可通过重做日志来恢复
  • Checkpoint技术是为了解决以下几个问题
    • 缩短数据库恢复的时间
    • 缓冲池不够用时，将脏页刷新到磁盘
    • 重做日志不可用时，刷新脏页
  • Checkpoint分类
    • Sharp Checkpoint
      • 发生在数据库关闭时将所有脏页刷新回磁盘 默认工作方式配置是innodb_fast_shutdown=1
    • Fuzzy Checkpoint
      • 发生在运行时，刷新一部分到磁盘而不是全部，即以下四种情况
        • Master thread checkpoint 每秒或每10秒
        • FLUSH_LRU_LIST checkpoint
        • Async/sync flash checkpoint 当重做日志不可用时
        • Dirty page too much checkpoint 当缓冲区脏页数据过多时

• Master thread 工作方式

  • 随着版本的不断升级，不断优化1秒操作和10秒刷新操作的算法，使其性能不断地提升

• Innodb关键特性

  • 插入缓冲（insert buffer）保证innodb的性能上的提升
    • 只能应用在非唯一辅助索引插入操作

  • 两次写（double wirte）保证innodb的数据页的可靠性

    
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• 如果写入磁盘过程中崩溃，innodb可从共享空间中的doublewrite找到该页的副本，将其复制到表空间文件，再应用重做日志

• 可以通过配置skip_innodb_doublewrite来禁止使用doublewrite功能，不过对于需要提供数据高可靠性的主服务器，任何时候用户都应该确保开启此功能

• • 自适应哈希索引（adaptive hash index）AHI
    • Innodb会监控对表上各个索引页的查询，如果观察到建立哈希索引可以带来速度提升，则建立哈希索引
    • 会自动根据访问的频率和模式自动为热点页建立哈希索引
    • 要求：对这个页的连续访问模式必须是一样的（及where后面查询条件一样，值也一样）
  • 异步io（Asynchronous io）AIO
  • 刷新邻接页（flush neighbor page）
    • 工作原理：当刷新一个脏页时，innodb引擎会检测该页所在区（extent）的所有页，如果是脏页那么一起刷新，如果是固态硬盘有较高的iops性能的磁盘建议将其设置为0关闭此特性innodb_flush_neighbors

• 启动、关闭与恢复

  • Innodb_fast_shutdown 默认为1
  • Innodb_force_recovery 默认为0