MySQL change buffer

矫情吗；* 2023-06-05 12:57 7阅读 0赞

MySQL的二级索引分为唯一和非唯一两种，而对一个拥有二级索引的列做DML，同时需要维护更新这个列上的索引。  
维护更新索引的这个操作，也就是根据列上的值，按照索引排序规则，将该列对应的索引块进行相关维护。而在做维护的时候，自然是要把索引块从磁盘读到buffer pool里。那么最理想的情况就是需要维护的索引块已经在buffer pool里了，就不需要再去磁盘里找出相应的索引块，也就节省了一些随机IO。  
针对随机IO的情况，MySQL利用change buffer来避免维护二级非唯一索引时的随机IO读。原理是这样的：当对一个拥有二级非唯一索引的列做DML时，如果该列值对应的索引块不在buffer pool里，就先把这个索引块维护的动作先存储在change buffer里，而不去采用随机IO读的方式去对应的索引块读到buffer pool里。  
而索引块维护操作，是由后台线程在一定时间间隔来循环地将change buffer里的索引维护动作合并，再进行批量的索引更新。合并可以将邻接的块一起操作，以及批量的更新，明显是比每次DML都更新索引要高效。  
change buffer属于buffer pool，空间从buffer pool分配，分配百分比由参数innodb\_change\_buffer\_max\_size控制，默认是25，即25%，最大值可取50；而为了防止crash而丢失change buffer的数据，在system表空间上也分配空间来存change buffer的数据，所以重启以后，可以将system表空间的change buffer相关数据读回buffer里。同时，change buffer的数据也会写redo，同样具有crash safe的特性。  
而change buffer在较低版本的MySQL里，雏形是insert buffer，也就是只缓存insert相关的二级非唯一索引的维护动作；而MySQL5.6以后，change buffer可以缓存所有DML的二级非唯一索引维护动作，可以通过设置innodb\_change\_buffering来选择缓存的操作，可取值all,none,inserts,deletes,changes,purges,各取值含义是：  
all:缓存所有二级非唯一索引的维护动作，当然是相关索引块不在buffer pool的情况下。  
none:不使用change buffer的任何功能。  
inserts,deletes,changes:分别代表insert,delete,update。  
purges:后台的物理删除操作所触发的二级非唯一索引的维护动作，也可以先缓存下来。

关于change buffer的一些思考  
1.既然是缓存索引更新操作，那也就是说，索引数据并不是最新的，那不是会造成数据不一致的情况？  
当需要用到的索引在change buffer里有尚未应用的更新动作，会马上进行更新。  
2.为什么change buffer只对二级非唯一索引起效？  
因为对于唯一索引，所有的索引维护更新，都需要到索引上去判断唯一性，而判断唯一性，就需要把索引块读到buffer pool里，这也就跳过了change buffer的使用前提：索引块不在buffer pool里。  
3.change buffer的低效或瓶颈场景或弊端？  
1)change buffer会占用buffer pool的空间，也就是直接减少了buffer pool的可用空间；  
2)如果buffer pool命中率很高，也就是说数据块和索引块都能在buffer pool里找到，也就没有change buffer什么事了；  
3)如果经常操作的表只有少量的二级非唯一索引，也就是说索引更新所带来的压力并不明显，那么change buffer的作用也微乎其微；  
4)change buffer里的数据也是脏数据，同样受到redo log的保护，同时在推进redo log check point时，除了会先将buffer pool的数据刷盘，同时也会先将change buffer的数据合并和应用到索引上，所以如果redo log文件大小设置不合理，导致redo文件经常写满，频繁触发写盘，那么change buffer的数据也就相当于还没捂热就写出了，不仅没有起到很好的缓存作用，反而因为多了一道先缓存到change buffer的开销;  
5)如果一个二级索引做了DML以后，马上又对操作的数据进行读操作，那么就等于需要将数据读入buffer pool，这会触发change buffer的merge并且应用在二级索引上，那这种场景下还不如不要change buffer，直接将索引数据读入buffer pool。