MYSQL-InnoDB引擎

InnoDB引擎

逻辑存储结构

1. 表空间(ibd文件) ,一个mysql实例可以对应多个表空间，用于存储记录、索引等数据。
2. 段，分为数据段(Leaf node segment)、索引段 (Non-leaf node segment)、回滚段( Rollback segment) , InnoDB是索引组织表，数据段就是B+树的叶子节点，索引段即为B+树的非叶子节 点。段用来管理多个Extent (区)。
3. 区，表空间的单元结构，每个区的大小为1M。默认情况下，InnoDB存储引擎页大小为16K，即一个区中这共有64个连续的页。
4. 页，是InnoDB存储引擎磁盘管理的最小单元，每个页的大小默认为16KB。为了保证页的连续性, InnoDB 存储引擎每次从磁盘申请4-5个区。
5. 行,InnoDB存储引擎数据是按行进行存放的。

架构

MySQL5.5版本开始，默认使用InnoDB存储引擎,它擅长事务处理，具有崩溃恢复特性,在日常开发中使用非常广泛。下面是InnoDB架构图,左侧为内存结构，右侧为磁盘结构。

内存结构1

Buffer pool 缓冲池，缓存磁盘上经常操作的数据，以页为单位

内存结构2

Change Buffer 更改缓冲区

与聚集索引不同，二级索引通常是非唯一的，并且以相对随机的顺序插入二级索引。同样，删除和更新可能会影响索引树中不相邻的二级索引页，如果每一次都操作磁盘，会造成大量的磁盘IO。有了ChangeBuffer之后，我们可以在缓冲池中进行合并处理，最后再送入Buffer pool中再写入磁盘减少磁盘IO。

磁盘结构

• System Tablespace:系统表空间是更改缓冲区的存储区域。如果表是在系统表空间而不是每个表
  文件或通用表空间中创建的，它也可能包含表和索引数据。(在MySQL5.x版本中还包含InnoDB数据字典、undolog等)
  参数: innodb_data_file_path

• File-Per-Table Tablespaces:每个表的文件表空间包含单个InnoDB表的数据和索引，并存储在
  文件系统上的单个数据文件中。
  参数:innodb_file_per_table

• General Tablespaces:通用表空间，需要通过CREATE TABLESPACE 语法创建通用表空间，在创建表时，可以指定该表空间。

• Undo Tablespaces:撤销表空间，MySQL实例在初始化时会自动创建两个默认的undo表空间(初始大小16M)，用于存储undo log志。

• Temporary Tablespaces: InnoDB 使用会话临时表空间和全局临时表空间。存储用户创建的临时表等数据。

• Doublewrite Buffer Files:双写缓冲区,RinnoDB引擎将数据页从Buffer Pool刷新到磁盘前，先
  将数据页写入双写缓冲区文件中，便于系统异常时恢复数据。

• Redo Log:重做日志，是用来实现事务的持久性。该日志文件由两部分组成:重做日志缓冲(redo log buffer)以及重做日志文件(redo log) ,前者是在内存中，后者在磁盘中。当事务提交之后会把所有修改信息都会存到该日志中,用于在刷新脏页到磁盘时发生错误时,进行数据恢复使用。

后台线程

内存刷新到磁盘中的后台线程

1. Master Thread
   核心后台线程，负责调度其他线程，还负责将缓冲池中的数据异步刷新到磁盘中,保持数据的一致性，还包括脏页的刷新、合并插入缓存、undo页的回收。
2. IO Thread
   在InnoDB存储引擎中大量使用了AlO来处理IO请求，这样可以极大地提高数据库的性能，而I0
   Thread主要负责这些I0请求的回调。

线程类型	默认个数	职责
Read thread	4	负责读操作
Write thread	4	负责写操作
Log thread	1	负责将日志缓冲区刷新到磁盘
Insert buffer thread	1	负责将写缓冲区内容刷新到磁盘

1. Purge Thread
   主要用于回收事务已经提交了的undo log,在事务提交之后，undo log可能不用了，就用它来回收。
2. Page Cleaner Thread
   协助Master Thread刷新脏页到磁盘的线程，它可以减轻Master Thread的工作压力，减少阻塞。

总结

当业务在进行操作的时候，会先操作缓冲区，如果缓冲区中没有数据的话，会在磁盘中取出加载数据存储在缓冲区，增删改查都会通过缓冲区，并通过一定的频率来刷新到磁盘中达到持久化。