InnoDB存储引擎内存缓冲池管理技术——LRU List、Free List、Flush List
InnoDB是事务安全的MySQL存储引擎,野山谷OLTP应用中核心表的首选存储引擎。他是基于表的存储引擎,而不是基于数据库的。其特点是行锁设计、支持MVCC、支持外键、提供一致性非锁定读,同时被设计用来最有效的利用一是使用内存和CPU。
InnoDB存储引擎由HeIkki Tuuri(1964年,芬兰赫尔辛基)。
后台线程:
Master Thread:核心:异步刷新、一致性;
IO Thread:AIO 请求回调处理;
Purge Thread:回收已分配的undo页;
Page Cleaner Thread:脏页刷新。
内存缓冲池:
首先将从磁盘督导的页放在缓冲池中,这个过程称为将页“FIX”在缓冲池。下次访问时,若在缓冲池中,则该页被命中;若不在缓冲池中,读取磁盘上的页。修改操作,首先修改缓冲池中的页,然后再以一定的频率刷新到磁盘。通过show variables like 'innodb_buffer_pool_size'\G;查看缓冲池大小。
具体的说缓冲池中缓存的数据页类型有:索引页、数据页、undo页、茶如缓冲(insert buffer)、自适应哈希索引(adaptive hash index)、InnoDB存储的锁信息(lock info)、数据字典信息(data dictionary)等。注意区别与MyISAM存储引擎。
LRU List——Latest Recent Used(最近最少使用)
默认大小页的大小16KB,通过show engine innodb status;可以查看当前缓冲池的页数。InnoDB对传统的LRU算法进行了优化。在InnoDB中加入了midpoint。传统的LRU算法当访问到的页不在缓冲区是直接将磁盘页数据调到缓冲区队列;而InnoDB并不是直接插入到缓冲区队列的队头,而是插入LRU列表的midpoint位置。这个算法称之为midpoint insertion stategy。默认配置插入到列表长度的5/8处。midpoint由参数innodb_old_blocks_pct控制。
midpoint之前的列表称之为new列表,之后的列表称之为old列表。可以简单的将new列表中的页理解为最为活跃的热点数据。
好处:不使用朴素的LRU算法。出于效率考虑,因为可能存在类似于“扫表”等偶然操作,这样做可以避免将热点数据替换掉,而添加到缓冲区的页是偶然操作用到的页。
然而mid位置的页不是永久的。为了解决这个问题,InnoDB存储引擎引入了innodb_old_blocks_time来表示页读取到mid位置之后需要等待多久才会被加入到LRU列表的热端。可以通过设置该参数保证热点数据不轻易被刷出。
Free List
数据库刚启动的时候,LRU 列表为空,此时需要用到的时候直接将Free列表中的页删除,在LRU列表中增加相应的页,维持页数守恒。
Flush List
当LRU列表中的页被修改后,称该页为脏页(dirty page),即缓冲池中的页和磁盘上的页数据产生了不一致。这时候数据库会通过checkpoint机制将脏页刷新回磁盘,而Flush 列表中的页即为脏页列表。注意脏页也存在于LRU列表中。
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