MySQL技术内幕学习笔记一

innodb存储引擎的undo和redo

• undo log是为了实现事务的原子性（即操作要么完成，要么不完成，不会有完成一半的情况）
• undo log在操作前，都将数据备份到undo log中，然后再对数据进行操作。操作成功后将undo log中的数据持久化到存储上。（数据是先读取到内存中的，然后再进行操作，然后再持久化到存储上）
• redo log是为了备份新数据，确保事务的持久性。在事务提交前将redo持久化。当系统崩溃时可以将数据恢复到最新的状态。
• redo和undo事务的简化示例：假设有A，B两个数据；1.事务开始。2.记录A=1备份到undo log 3.修改 A=3 4.记录A=3到redo log 5.修改B=4 6.记录B=4到redo log 7.将redo log写入磁盘（持久化）
• undo+redo事务的特点：1.为了保证持久性，必须在事务提交前将redo log持久化 2.数据不需要在事务提交前写入磁盘，而是缓存再内存中（直接将redo log写入即可）。3.redo log确保了事务的持久性 4.undo log确保了事务的原子性

脏页
因为硬盘的读写速度远远低于内存的速度。为了提高读写速度，系统就把读写较频繁的部分写入到内存中，这叫高速缓存。linux以页作为高速缓存的单位。当修改了高速缓存中的数据后，linux内核就将该页数据标记为脏页。内核需要在合适的时间将脏页的数据写入磁盘，以保证数据的一致性。

不同的后台线程复制不同的任务

• master thread：负责异步的把缓冲区的数据写入磁盘，保证数据的一致性。包括脏页的刷新，合并插入缓冲。undo页的回收等
• io thread ：在innodb存储引擎中采用了大量的AIO（async io异步非阻塞IO）来处理IO请求。可以提高数据库的性能。io thread的只要作用是处理io请求的回调
• purge thread：回收undo log
• page cleaner thread：将脏页的刷新放到单独的线程中来完成

缓冲池

• innodb存储引擎是基于磁盘的，并按页的方式管理记录。为了解决磁盘读取速度慢的问题。引入了缓冲池。缓冲池简单来说就是一块内存。为了获得更大的缓冲池，建议数据库服务器尽量使用64位的系统。数据库从磁盘读取页到内存（fix），下一次读取时，会先判断该页是否已经在内存中了。如果已经在内存中，则称为该页在缓冲池中被命中。否则，从磁盘中读页到内存。innodb使用一种（checkpoint）机制在合适的时间将缓冲池中的页刷新到磁盘中。
• 缓冲池中包括索引页，数据页，undo页，插入缓冲，自适应哈希索引，innodb存储的锁信息，数据字典信息。
• 每个页的大小为16KB
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LRU

• 为了管理缓冲池，innodb存储引擎采用了LRU算法来管理内存。使用最频繁的页在LRU列表的最前端，使用最少的页放在LRU列表的尾端。当缓冲池的空间即将用尽时，首先释放掉LRU列表末端的页。
• 缓冲池中的页默认大小为16kb，新读取到的页放到midpoint，而不是LRU列表的首部。midpoint的值默认为5/8处，可以由参数innodb_old_block_pct控制。之所以不把从磁盘读取对的页放到LRU列表的首部，是因为有些sql会访问许多页，但只是一次需要，读取的页并不是活跃的数据，如果放到LRU首部，可能会使真正的热点数据页被刷出。可以通过配置参数innodb_old_blocks_time来控制页读取到midpoint位置后多久才会被放到LRU的前段。
• innodb存储引擎在1.0.x后对原本16kb的页进行压缩为1kb，2kb，4kb，8kb。非16kb的页使用unzip_LRU来进行管理。其对不同大小的页分别进行管理，并且采用伙伴算法分配内存。