如何减少磁盘 IO ？

MYSQL Innodb底层采用了B+树数据结构。
而B+树有一个优点，可以减少树的层高，从而减少磁盘IO。
除此之外，MYSQL还采用了BufferPool去减少磁盘IO。

BufferPool （缓冲池）

1、作用

用来缓存表数据与索引数据，减少磁盘 IO ，提升效率。

graph RL 
    subgraph Mysql Innodb  
        page[缓存数据页-16kb<br>一行数据<br>一行数据<br>...]
        db[(磁盘文件)]
        db -->|读取| page
        page -->|加载到BufferPool| page03
        subgraph BufferPool:默认128M
            block01(控制块-约800b)
            block02(控制块)
            block03(控制块...)
            page01(缓存数据页-16kb)
            page02(缓存数据页)
            page03(缓存数据页...)
        end
        block01 -.- page01
        block02 -.- page02
        block03 -.- page03
    end

2、Buffer Pool 组成：

Buffer Pool：默认大小128M (物理内存)
- 控制块：大小约为数据页的 5%，大概是 800 字节
  - 对应缓存页所属的表空间、数据页的编号
  - 对应缓存页在 BufferPool 中的地址
  - 等等
- 缓存数据页(Page)：默认大小16kb

每一个控制块对应一个缓存数据页。
内存分配推荐70~80%物理内存。

3、Page状态：

free page ： 空闲 page，未被使用。
clean page： 被使用的page，数据没有被修改过。
dirty page： 被使用的page, 数据被修改过；脏页，Page数据和磁盘数据不一致。

4、Buffer Pool 数据页管理：

Buffer Pool是通过是三个链表的使用来维护数据页的更新与淘汰。

Free链表： 记录Buffer Pool空闲数据页。
Flush链表: 记录Buffer Pool脏页数据（脏页：更新BufferPool数据页，但还未到持久化磁盘）
LRU链表: 记录Buffer Pool已保存数据页，并利用该链表实现淘汰机制。

注：
Free链和Flush链表首个节点为基节点，存放链表的头节点、尾节点地址，以及当前链表存在多少节点。
其余都是保存控制块，再通过控制块访问缓存数据页。

5、LRU链表

Least Recently Used ：最近最少使用。Mysql对LRU算法进行了优化，尽量减少全表扫描和预读的影响。
LRU链表前 $\dfrac{5}{8}$ 的区域称为 $\color{red}{热数据区域}$ 。 LRU链表后 $\dfrac{3}{8}$ 的区域称为 $\color{blue}{冷数据区域}$ 。
$\color{red}{热数据区}$ 和 $\color{blue}{冷数据区}$ 中间节点叫midpoint。
新增节点从midpoint插入。
新增节点第二次访问时将节点移动到 $\color{red}{热数据区}$ 头部（距第一次访问超过innodb_old_blocks_time生效，默认一秒）。
被挤出 $\color{blue}{冷数据区}$ 的节点则会被淘汰。

6、如何判断一个页是否在 BufferPool 中缓存 ?

MySQl 中有一个哈希表数据结构，它使用表空间号+数据页号，作为一个 key，然后缓冲页对应的控制块作为 value。

MYSQL如何减少磁盘 IO ？——BufferPool

如何减少磁盘 IO ？

BufferPool （ 缓冲池 ）