剖析MySQL InnoDB存储原理（下）

一、InnoDB存储引擎内存管理

1.1 概念：

Buffer Pool：预分配的内存池；

Page：Buffer Pool的最小单位；

Free list：空闲Page组成的链表；

Flush list：脏页链表；

Page hash 表：维护内存Page和文件Page的映射关系；

这几个概念关系，如图所示：

1.2 内存的淘汰算法：LRU

分为三部分：LRU_new、LRU_old、MidPoint。如下图所描述：

1.2.1 页面装载的逻辑如图：

数据从磁盘到内存 > Free list中取 > LRU中淘汰 > LRU Flush

1.2.2 页面淘汰

LRU链表中将第一个脏页刷盘并“释放”，放到Free list中。

1.2.3 位置移动

innodb_old_blocks_time old区存活时间，大于此值，有机会进入new区

Midpoint:指向5/8位置

为了减少移动到次数和lock，思路访问时间 + 频率，避免热数据被移除，通过如下：freed_page_clock:Buffer Pool淘汰页数

移动时机：

当前freed_page_clock - 上次移动到Header时freed_page_clock >LRU_new长度1/4

2、MySQL事务管理机制原理分析

1、基本概念：

1.1 事务特性：

A(Atomicity原子性):全部成功或全部失败

I(Isolation隔离性):并行事务之间互不干扰

D(Durability持久性):事务提交后，永久生效

C(Consistency一致性):通过AID保证

1.2 并发问题：

脏读(Drity Read):读取到未提交的数据

不可重复读(Non-repeatable read):两次读取结果不同

幻读(Phantom Read):select 操作得到的结果所表征的数据状态无法支撑后续的业务操作

1.3 隔离级别

Read Uncommitted(读取未提交内容):最低隔离级别，会读取到其他事务未提交的数据，脏读;

Read Committed(读取提交内容):事务过程中可以读取到其他事务已提交的数据，不可重复读;

Repeatable Read(可重复读):每次读取相同结果集，不管其他事务是否提交，幻读;

Serializable(串行化):事务排队，隔离级别最高，性能最差;

2、事务实现原理

2.1 MVCC

Read View：活跃事务列表(还未提交的事务) 列表中最小事务ID(提交)，列表中最大事务ID（未提交）；具体可见性通过如下流程图所示：

2.2 MVCC如何实现

undo log：实现数据多版本，回滚，提交即清理；

redo log：实现事务持久性,记录修改,用于异常恢复,循环写文件;

Write Pos:写入位置

Chick Point:刷盘位置

Chick Point -> Write Pos:待落盘数据

写入流程：

刷盘时机：

innodb_flush_log_at_trx_commit

3、MySQL使用及调优实践分析

3.1 索引使用技巧

联合索引:优于多列独立索引

索引顺序:选择性高的在前面

覆盖索引:二级索引存储主键值更有利

索引排序:索引同时满足查询和排序

3.2 分库分表

是否分表，建议单表不超过1KW

分表方式，取模:存储均匀&访问均匀，按时间:冷热库

分库，按业务垂直分，水平查分多个库

3.3 使用建议

数据库字符集使用utf8mb4;

VARCHAR按实际需要分配长度;

文本字段建议使用VARCHAR;

时间字段建议使用long;

bool字段建议使用tinyint;

枚举字段建议使用tinyint;

交易金额建议使用long;

禁止使用“%”前导的查询;

禁止在索引列进行数学运算，会导致索引失效;

select * from t1 where id+1 >1121 不会使用索引

select * from t1 where id >1121 - 1 会使用索引

表必须有主键，建议使用业务主键;

单张表中索引数量不超过5个;

单个索引字段数不超过5个;

字符串索引使用前缀索引，前缀长度不超过10个字符;