数据库
@(MySQL 笔记)[MySQL, InnoDB，数据库]
存储引擎
InnoDB 引擎与 MyISAM 引擎区别
- 在存储限制方面，MyISAM 没有存储限制，InnoDB 大概为 64TB
- 在事务支持方面，MyISAM 不支持，InnoDB 支持事务及四种隔离级别，默认为可重复写
- 在锁力度方面，MyISAM 支持表锁，InnoDB 支持表锁和行锁
- 在索引支持方面，MyISAM 支持 B+ 树索引与全文索引，InnoDB 支持 B+ 树索引及哈希索引
- 在 MVCC 支持方面，MyISAM 不支持 MVCC，InnoDB 支持
- 在缓存方面，MyISAM 只缓存数据，InnoDB 同时缓存索引与数据
- 在内存消耗方面，MyISAM 低，InnoDB 高
- 在外键方面，MyISAM 不支持，InnoDB 支持
InnoDB 引擎与 MyISAM 引擎相同点
- 都支持 B+ 树索引
- 都支持索引的缓存
- 都支持数据加密
- 都支持备份与恢复
- 都支持查询缓存
InnoDB 引擎体系架构
主要由后台线程，InnoDB存储引擎内存池和文件构成。
后台线程
包括 Master Thread，IO Thread，Purge Thread
1. Master Thread
主要负责将缓冲池中的数据异步刷新到磁盘，保证数据一致性。包括：
- 脏页刷新
- 合并插入缓冲（Insert Buffer）
- UNDO 页回收
2. IO Thread
主要使用 AIO 来实现 IO请求的回调
3. Purge Thread
事务提交后，undolog 不再需要，使用 Purge Thread 回收 undo 页
4. Purge Clean Thread
InnoDB 1.2.x 引入，将之前版本中的脏页刷新操作放入到单独线程中实现，减轻 Master Thread 负载
InnoDB存储引擎内存池
1. 缓冲池
一块内存，用于弥补磁盘速度较慢对数据库性能的影响
- 读操作时，首先从磁盘读入缓冲池，再从缓冲池读取页。下次读相同页时，直接从缓冲池中读取。
- 写操作时，先写入缓冲池中的页，在以一定频率写回到磁盘。Checkpoint 机制刷新回磁盘。
- 缓冲池中主要保存：索引页，数据页，undo 页，插入缓冲，自适应哈希索引，锁信息，数据字典信息
2. LRU List，Free List，Flush List
- 缓冲池通过 LRU（最近最少使用）算法进行管理，频繁使用的页在 LRU 列表前端。16KB。最新访问的页不是直接插入 LRU List 首部，而是先放在 midpoint 位置，大约是LRU List 长度的 5/8处。直接放在首部，某些 SQL 操作缓冲池中的页被刷新，影响效率。
- Free List：管理 Free Buffer
- Flush List：脏页列表。脏页即存在 LRU 中，也存在 Flush 中。LRU 用来管理页的可用性，Flush 管理将页刷新回磁盘，二者互不影响
3. 重做日志缓冲
重做日志先放入缓冲区，之后写入重做日志文件
4. 额外的缓冲池
对一些数据结构本身的内存分配时，先从额外的内存池申请，不够再从缓冲池中申请
InnoDB 存储引擎关键特性
- 插入缓冲
- 两次写
- 自适应哈希索引
- 异步 IO
- 刷新临近页
- 插入缓冲：内部实现为 B+ 树，保证非聚集索引插入的性能。InnoDB 插入行顺序按主键递增顺序，因此插入聚集索引一般是顺序的。但每个表有多个非聚集的辅助索引，插入不再是顺序的，访问时需要离散访问非聚集索引页。Insert Buffer 作用：
- 对于非聚集索引的插入与更新操作，不是每一次插入到索引页中，而是预判索引页是否在缓冲池中，若在则直接插入。
- 若不在，先放入一个 Insert Buffer 对象中，再以一定的频率或情况进行 Insert Buffer 和辅助索引页子节点的 merge 操作。
- 这样可以把多个插入合并到一个操作中，提高非聚集索引插入性能
- 两次写：保证数据页的可靠性。对缓冲池的脏页进行刷新时，不是直接写磁盘，而是通过 memcpy 函数将脏页复制到内存中的
doublewrite buffer中，之后通过doublewrite buffer再分两次，每次 1MB 的顺序写入共享表空间的物理磁盘上 - 自适应哈希索引：InnoDB 会监控各索引页的查询操作，若发现对这些索引页建立哈希索引可以加快查找，便建立哈希索引，这就是自适应哈希索引（AHI）。
- 异步 IO：InnoDB 中，read ahead 方式的读取时通过 AIO 完成的，脏页的刷新也是通过 AIO 完成的。
- 刷新临近页：当刷新一个临近页时，会检测改页所在的区是否由别的脏页，若有则放入一个 IO 操作刷新。
