MySql InnoDB體系結構

一，Mysql體系結構

資料庫 & 執行個體

   資料庫：實體作業系統檔案和其他形式檔案類型的集合(frm、MYD、ibd)

    執行個體：Mysql資料庫和背景線程以及一個共享記憶體區域組成。 資料庫執行個體才是真正用于操作資料庫檔案的！---表現形式：程序

    關系：通常情況下可以認定為一個資料庫是對照一個執行個體的，但是也可以有一個資料對應多個執行個體的情況

Mysql組成部分：

    連接配接池元件、管理服務和工具元件、SQL接口元件、查詢分析器元件、優化器元件、緩沖元件、插件式存儲引擎、實體檔案

Mysql存儲引擎:

    1，InnoDB存儲引擎(高性能、高可用、高可擴充)

        特征：行鎖設計、支援外鍵、非鎖定讀(預設讀取不會産生鎖)

   2， MyISAM存儲引擎

        特征：不支援事務、表鎖設計、支援全文索引。且緩沖池隻緩存了索引檔案，不緩沖資料檔案

        組成： MYD & MYI

            MYD用來存放資料檔案

            MYI用來存放索引檔案

   3， NDB引擎（叢集引擎）

   4，Memory存儲引擎： 表中資料存放記憶體、臨時資料臨時表、采用哈希索引方式存儲，存儲速度很快

   5，Archive存儲引擎： 存儲壓縮引擎，隻支援select & insert操作

   6， FeDerated存儲引擎： 表資料存放非本地，遠端連接配接資料庫類引擎

   7，Maria存儲引擎： 設計上用意取代MyISAM，支援事務

常用連接配接方式：

    TCP/IP連接配接方式：  mysql -h host -u david -p

    命名管道和共享記憶體： 配置開啟 --enable-named-pipe

    UNIX域套接字 --socket=/tmp/mysql.sock

--相關指令：

Mysql程序情況檢視：  ps -ef|grep mysqldb 

Mysql檢視配置檔案位置資訊： mysql --help | grep my.cnf    (按照從左到右 的順序覆寫讀取)

Mysql資料庫檔案存放路徑： show variables like 'datadir'

Mysql目前使用的引擎： show engines 

建立表指定使用引擎： create table tableName Engine=XXX

二、InnerDB體系架構

記憶體池：

InnerDB有很多的記憶體塊，可以認定為這些記憶體塊組成了記憶體池

    作用：

        1，維護所有的程序、線程需要通路的多個内部資料結構

        2，緩存磁盤上的資料，友善快速的讀取，同時在對磁盤修改的之前進行緩存

        3，重做日志緩沖

    1，緩沖池

        a，基于磁盤的資料，從磁盤中讀取到的頁會先放在緩沖池中，下一次重複讀取時從緩沖池中讀取，如果緩沖池沒有

        從磁盤資料頁中讀取到緩沖池，減少讀取磁盤的次數，減少IO次數提高資料庫性能

        b，緩沖池的大小==》直接影響了資料庫的整體性能

        c，緩沖池執行個體通常情況下也會有多個，這裡類似Redis的做法，通過hash索引判斷讀取到的資料應該錄入到哪一個緩沖池中

        多個緩沖池執行個體就好比Java中的HashMap數組定位的模式，多個緩沖池，在叢集的情況下，平均的配置設定做到負載均衡，若

        當機資料丢失範圍減少。預設情況下緩沖池執行個體為一個。

       緩沖池中的資料頁類型

            1，索引頁

            2，資料頁

            3，undo頁

            4，插入緩沖

            5，自适應哈希索引

            6，Innodb存儲的鎖資訊

            7，資料字典資訊

        緩沖池與LRU算法：

            緩沖池通過LRU算法來進行管理，簡單的來說使用頻繁的資料放在LRU清單的前端，使用少的資料放在尾端，當緩沖池滿了，

            不能讀取資料的時候，首先釋放LRU尾端的資料

            LRU算法與優化：

                I，通常情況下一個資料被通路，隻是因為目前場景因素并不是熱點資料，那麼被放到LRU清單的前列，就起不到應有的作用，

                相反還可能會導緻熱點資料被頻繁刷出，是以Mysql對于通路的資料并不是直接刷到LRU清單的前列，而是放在LRU清單midPoint

                位置，這個诶之的長度預設為LRU長度的5/8處。，通過innodeb_old_blocks_pct控制，但是問題是被通路了多少次才能被

                當做成熱點資料？通過設值innodb_old_blocks_pct的大小來設通路次數，預設次數為20次

                II，為了防止無資料記憶體頁一開始大量的建立，LRU隊列一開始空的，在Free清單中存放着可以使用的頁，每次從Free清單中查找空閑的

                頁，然後存入資料放入到LRU清單中去。midpoint之前的為new清單，之後的為old清單

                III，對于緩沖池中頁大小申請，向上申請與拆分，需要一個4kb的頁，但是Free清單隻有16kb的頁，則将16kb的頁分成 8kb+4kb+4kb的模式提供

               頁的上一層是歸屬于某個表空間，表空間為NULL，表示該頁歸屬于系統表空間

 通過 show engine innodb status 
        例子：
            Buffer Pool size 327679
            Free buffers 0  --> 無空閑頁
            Database pages 307717 -->LRU清單中頁的數量
            Old database pages 113570 --> old清單中頁的數量
            Modified db pages 24673 --> 髒頁的資料
            ...
            Pages made young 6448526, not young 0  --> 移動到LRU清單前端的頁是為6448526，也就是資料轉換為熱點資料的次數，代表的是一個狀态值非實時正在進行的值
            Buffer pool hit rate 1000/1000 ...-->緩沖池命中率，通常情況下不應該小于百分之95%
           

    2，重做日志緩沖池

    3，額外的記憶體池(記憶體管理等等)        

背景線程：

    主要作用：負責重新整理記憶體池中的資料，保證緩沖池中的記憶體緩存是最近的資料

    背景線程：(多線程模型)

        1，master Thread

            負責緩沖池中的資料 異步 重新整理，保證資料的一緻性（包括髒頁的重新整理，合并插入緩沖）

        2，IO Thread(讀寫線程)

            使用AIO的方式處理IO請求，提高資料庫的性能

            分4種類線程： write，read，insert buffer， log IO Thread

        3，Purge Thread

            事務送出後，回收undo頁，預設數量為1，可以設定多個提高Undo頁回收效率

        4，Page Cleaner Thread

            将之前版本的髒頁重新整理到單獨的線程中執行、減輕Master Thread 的壓力

--相關指令：

檢視IO Thread各類型線程的數量： show variables like 'innodb_%io_threads'

觀察IO Thread使用狀況： show engine innodb status（顯示的不是目前時間的狀态，而是過去某個時間段的時間誤差允許範圍内的狀态）

檢視緩沖池大小： show variables like 'innodb_buffer_pool_size'

檢視緩沖池執行個體個數： show variables like 'innodb_buffer_pool_instances'