(六)innodb关键特性之自适应哈希索引、异步IO、刷新邻接页

我不是女神ヾ 2022-12-23 06:45 118阅读 0赞

InnoDB存储引擎的关键特性包括：

*  插入缓冲(Insert Buffer)
 *  两次写(double Write)
 *  自适应哈希索引(Adaptive Hash Index)
 *  异步IO(Async IO)
 *  刷新邻接页(Flush Neighbor Page)

###### 自适应哈希索引 ######

哈希是一种非常快的查找方法，在一般情况时间复杂度为O(1)。而B+树的查找次数，取决于B+树的高度，在生产环境中，B+树的高度一般为3-4层，故需要查询3-4次。

InnoDB存储引擎会监控对表上各索引页的查询。如果观察到建立哈希索引可以提升速度，这建立哈希索引，称之为自适应哈希索引(Adaptive Hash Index, AHI)。AHI是通过缓冲池的B+树页构造而来的。因此建立的速度非常快，且不要对整张表构建哈希索引。InnoDB存储引擎会自动根据访问的频率和模式来自动的为某些热点页建立哈希索引。

AHI有一个要求，对这个页的连续访问模式(查询条件)必须一样的。例如联合索引(a,b)其访问模式可以有以下情况:

*  WHERE a=XXX;
 *  WHERE a=xxx AND b=xxx。

若交替进行上述两张查询，InnoDB存储引擎不会对该页构造AHI。此外AHI还有如下要求：

*  以该模式访问了100次；
 *  页通过该模式访问了N次，其中N=页中记录/16。

根据官方文档显示，启用AHI后，读取和写入的速度可以提高2倍，负责索引的链接操作性能可以提高5倍。其设计思想是数据库自由化的，无需DBA对数据库进行人为调整。

参数innodb\_adaptive\_hash\_index的值可以控制禁用或者启动，默认AHI为开启状态。

###### 异步IO ######

为了提高磁盘操作性能，当前的数据库系统都采用异步IO的方式来处理磁盘操作。InnoDB也是如此。

与AIO对应的是Sync IO，即每进行一次IO操作，需要等待此次操作结束才能继续接下来的操作。但是如果用户发出的是一条索引扫描的查询，那么这条SQL语句可能需要扫描多个索引页，也就是需要进行多次IO操作。在每扫描一个页并等待其完成再进行下一次扫描，这是没有必要的。用户可以在发出一个IO请求后立即再发出另外一个IO请求，当全部IO请求发送完毕后，等待所有IO操作完成，这就是AIO。

AIO的另外一个优势是进行IO Merge操作，也就是将多个IO合并为一个IO操作，这样可以提高IOPS的性能。

在InnoDB 1.1.x之前，AIO的实现是通过InnoDB存储引擎中的代码来模拟的。但是从这之后，提供了内核级别的AIO的支持，称为Native AIO。Native AIO需要操作系统提供支持。Windows和Linux都支持，而Mac则未提供。在选择MySQL数据库服务器的操作系统时，需要考虑这方面的因素。

MySQL可以通过参数innodb\_use\_native\_aio来决定是否启用Native AIO。在InnoDB存储引擎中，read ahead方式的读取都是通过AIO完成，脏页的刷新，也是通过AIO完成。

###### 刷新邻接页 ######

工作原理：InnoDB存储引擎在刷新一个脏页时，会检测该页所在区(extent)的所有页，如果是脏页，那么一起刷新。这样做的好处是通过AIO可以将多个IO写操作合并为一个IO操作。该工作机制在传统机械磁盘下有显著优势。但是需要考虑下吧两个问题:

*  是不是将不怎么脏的页进行写入，而该页之后又会很快变成脏页？
 *  固态硬盘有很高IOPS，是否还需要这个特性？

为此InnoDB存储引擎1.2.x版本开始提供参数innodb\_flush\_neighbors来决定是否启用。对于传统机械硬盘建议使用，而对于固态硬盘可以关闭。