MySql InnoDB体系结构

灰太狼 2022-10-22 04:19 237阅读 0赞

# 一，Mysql体系结构 #

###    **数据库 & 实例** ###

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数据库：物理操作系统文件和其他形式文件类型的集合(frm、MYD、ibd)  
    实例：Mysql数据库和后台线程以及一个共享内存区域组成。 数据库实例才是真正用于操作数据库文件的！---表现形式：进程  
    关系：通常情况下可以认定为一个数据库是对照一个实例的，但是也可以有一个数据对应多个实例的情况

###    **Mysql组成部分：** ###

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连接池组件、管理服务和工具组件、SQL接口组件、查询分析器组件、优化器组件、缓冲组件、插件式存储引擎、物理文件

###        **Mysql存储引擎:** ###

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**1，InnoDB存储引擎(高性能、高可用、高可扩展)**  
        特征：行锁设计、支持外键、非锁定读(默认读取不会产生锁)

**2， MyISAM存储引擎**  
        特征：不支持事务、表锁设计、支持全文索引。且缓冲池只缓存了索引文件，不缓冲数据文件  
        组成： MYD & MYI  
            MYD用来存放数据文件  
            MYI用来存放索引文件  
              
   **3， NDB引擎（集群引擎）  
   4，Memory存储引擎： 表中数据存放内存、临时数据临时表、采用哈希索引方式存储，存储速度很快  
   5，Archive存储引擎： 存储压缩引擎，只支持select & insert操作  
   6， FeDerated存储引擎： 表数据存放非本地，远程连接数据库类引擎  
   7，Maria存储引擎： 设计上用意取代MyISAM，支持事务**

### **常用连接方式：** ###

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TCP/IP连接方式：  mysql -h host -u david -p  
    命名管道和共享内存： 配置开启 --enable-named-pipe  
    UNIX域套接字 --socket=/tmp/mysql.sock

### **       \--相关指令：** ###

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Mysql进程情况查看：  ps -ef|grep mysqldb   
Mysql查看配置文件位置信息： mysql --help | grep my.cnf    (按照从左到右 的顺序覆盖读取)  
Mysql数据库文件存放路径： show variables like 'datadir'  
Mysql当前使用的引擎： show engines   
创建表指定使用引擎： create table tableName Engine=XXX

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# 二、InnerDB体系架构 #

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###    **内存池：** ###

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InnerDB有很多的内存块，可以认定为这些内存块组成了内存池  
    作用：  
        1，维护所有的进程、线程需要访问的多个内部数据结构  
        2，缓存磁盘上的数据，方便快速的读取，同时在对磁盘修改的之前进行缓存  
        3，重做日志缓冲  
          
    **1，缓冲池**  
        a，基于磁盘的数据，从磁盘中读取到的页会先放在缓冲池中，下一次重复读取时从缓冲池中读取，如果缓冲池没有  
        从磁盘数据页中读取到缓冲池，减少读取磁盘的次数，减少IO次数提高数据库性能  
        b，缓冲池的大小==》直接影响了数据库的整体性能  
        c，缓冲池实例通常情况下也会有多个，这里类似Redis的做法，通过hash索引判断读取到的数据应该录入到哪一个缓冲池中  
        多个缓冲池实例就好比Java中的HashMap数组定位的模式，多个缓冲池，在集群的情况下，平均的分配做到负载均衡，若  
        宕机数据丢失范围减少。默认情况下缓冲池实例为一个。

**       缓冲池中的数据页类型**  
            1，索引页  
            2，数据页  
            3，undo页  
            4，插入缓冲  
            5，自适应哈希索引  
            6，Innodb存储的锁信息  
            7，数据字典信息  
         
        **缓冲池与LRU算法：**  
            缓冲池通过LRU算法来进行管理，简单的来说使用频繁的数据放在LRU列表的前端，使用少的数据放在尾端，当缓冲池满了，  
            不能读取数据的时候，首先释放LRU尾端的数据  
              
           ** *LRU算法与优化：***  
                I，通常情况下一个数据被访问，只是因为当前场景因素并不是热点数据，那么被放到LRU列表的前列，就起不到应有的作用，  
                相反还可能会导致热点数据被频繁刷出，所以Mysql对于访问的数据并不是直接刷到LRU列表的前列，而是放在LRU列表midPoint  
                位置，这个诶之的长度默认为LRU长度的5/8处。，通过innodeb\_old\_blocks\_pct控制，但是问题是被访问了多少次才能被  
                当做成热点数据？通过设值innodb\_old\_blocks\_pct的大小来设访问次数，默认次数为20次  
                  
                II，为了防止无数据内存页一开始大量的创建，LRU队列一开始空的，在Free列表中存放着可以使用的页，每次从Free列表中查找空闲的  
                页，然后存入数据放入到LRU列表中去。midpoint之前的为new列表，之后的为old列表

III，对于缓冲池中页大小申请，向上申请与拆分，需要一个4kb的页，但是Free列表只有16kb的页，则将16kb的页分成 8kb+4kb+4kb的模式提供  
               页的上一层是归属于某个表空间，表空间为NULL，表示该页归属于系统表空间

通过 show engine innodb status 
            例子：
                Buffer Pool size 327679
                Free buffers 0  --> 无空闲页
                Database pages 307717 -->LRU列表中页的数量
                Old database pages 113570 --> old列表中页的数量
                Modified db pages 24673 --> 脏页的数据
                ...
                Pages made young 6448526, not young 0  --> 移动到LRU列表前端的页是为6448526，也就是数据转换为热点数据的次数，代表的是一个状态值非实时正在进行的值
                Buffer pool hit rate 1000/1000 ...-->缓冲池命中率，通常情况下不应该小于百分之95%

**    2，重做日志缓冲池  
    3，额外的内存池(内存管理等等)**

###    后台线程： ###

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**主要作用**：负责刷新内存池中的数据，保证缓冲池中的内存缓存是最近的数据  
      
   ** 后台线程**：(多线程模型)  
        1，master Thread  
            负责缓冲池中的数据 异步 刷新，保证数据的一致性（包括脏页的刷新，合并插入缓冲）  
        2，IO Thread(读写线程)  
            使用AIO的方式处理IO请求，提高数据库的性能  
            分4种类线程： write，read，insert buffer， log IO Thread  
        3，Purge Thread  
            事务提交后，回收undo页，默认数量为1，可以设置多个提高Undo页回收效率  
        4，Page Cleaner Thread  
            将之前版本的脏页刷新到单独的线程中执行、减轻Master Thread 的压力  
        **    **

### **--相关指令：** ###

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查看IO Thread各类型线程的数量： show variables like 'innodb\_%io\_threads'  
观察IO Thread使用状况： show engine innodb status（显示的不是当前时间的状态，而是过去某个时间段的时间误差允许范围内的状态）  
查看缓冲池大小： show variables like 'innodb\_buffer\_pool\_size'  
查看缓冲池实例个数： show variables like 'innodb\_buffer\_pool\_instances'

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