Buffer pool的作用

InnoDB 存儲引擎是以頁為單位來管理存儲空間的，我們進行的增刪改查操作其實本質(zhì)上都是在訪問頁面（包括讀頁面、寫頁面、創(chuàng)建新頁面等操作）。

而磁盤 I/O 需要消耗的時間很多，而在內(nèi)存中進行操作，效率則會高很多，為了能讓數(shù)據(jù)表或者索引中的數(shù)據(jù)隨時被我們所用，DBMS 會申請占用內(nèi)存來作為數(shù)據(jù)緩沖池 ，在真正訪問頁面之前，需要把在磁盤上的頁緩存到內(nèi)存中的 Buffer Pool 之后才可以訪問。

這樣做的好處是可以讓磁盤活動最小化，從而 減少與磁盤直接進行 I/O 的時間。

要知道，這種策略對提升 SQL 語句的查詢性能來說至關(guān)重要。

如果索引的數(shù)據(jù)在緩沖池里，那么訪問的成本就會降低很多。

即申請一塊內(nèi)存提前從磁盤中讀取數(shù)據(jù)到內(nèi)存，后續(xù)mysql訪問數(shù)據(jù)都從Buffer pool 這個緩沖池里訪問，減少了磁盤IO的次數(shù)，提高查詢效率。

緩沖池（Buffer Pool）

在 InnoDB 存儲引擎中有一部分數(shù)據(jù)會放到內(nèi)存中，緩沖池則占了這部分內(nèi)存的大部分，它用來存儲各種數(shù)據(jù)的緩存，由下圖可以看到 InnoDB 緩沖池包括了數(shù)據(jù)頁、索引頁、插入緩沖、鎖信息、自適應(yīng) Hash 和數(shù)據(jù)字典信息等。

緩存原則

“位置 * 頻次”這個原則，可以幫我們對 I/O 訪問效率進行優(yōu)化。

首先，位置決定效率，提供緩沖池就是為了在內(nèi)存中可以直接訪問數(shù)據(jù)。

其次，頻次決定優(yōu)先級順序。因為緩沖池的大小是有限的，比如磁盤有 200G，但是內(nèi)存只有 16G，緩沖池大小只有 1G，就無法將所有數(shù)據(jù)都加載到緩沖池里，這時就涉及到優(yōu)先級順序，會優(yōu)先對使用頻次高的熱數(shù)據(jù)進行加載。

緩沖池的預(yù)讀特性

緩沖池的作用就是提升 I/O 效率，而我們進行讀取數(shù)據(jù)的時候存在一個“局部性原理”，也就是說我們使用了一些數(shù)據(jù)，大概率還會使用它周圍的一些數(shù)據(jù)，因此采用“預(yù)讀”的機制提前加載，可以減少未來可能的磁盤 I/O 操作。

緩沖池如何讀取數(shù)據(jù)

緩沖池管理器會盡量將經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)保存起來，在數(shù)據(jù)庫進行頁面讀操作的時候，首先會判斷該頁面 是否在緩沖池中，如果存在就直接讀取，如果不存在，就會通過內(nèi)存或磁盤將頁面存放到緩沖池中再進行讀取。

緩存在數(shù)據(jù)庫中的結(jié)構(gòu)和作用如下圖所示：

mysql通過存儲引擎讀取到緩沖池，再從緩沖池讀取數(shù)據(jù)，緩沖池就是媒介。

如果我們執(zhí)行 SQL 語句的時候更新了緩存池中的數(shù)據(jù)，那么這些數(shù)據(jù)會馬上同步到磁盤上嗎？

實際上，當我們對數(shù)據(jù)庫中的記錄進行修改的時候，首先會修改緩沖池中頁里面的記錄信息，然后數(shù)據(jù)庫會以一定的頻率刷新到磁盤中。注意并不是每次發(fā)生更新操作，都會立即進行磁盤回寫。

緩沖池會采用一種叫做checkpoint的機制 將數(shù)據(jù)回寫到磁盤上，這樣做的好處就是提升了數(shù)據(jù)庫的整體性能。

比如，當緩沖池不夠用時，需要釋放掉一些不常用的頁，此時就可以強行采用checkpoint的方式，將不常用的臟頁回寫到磁盤上，然后再從緩存池中將這些頁釋放掉。

這里的臟頁 (dirty page) 指的是緩沖池中被修改過的頁，與磁盤上的數(shù)據(jù)頁不一致。

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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