1、INNODB引擎的逻辑存储的结构:
第一层的逻辑结构:表空间
一个mysql实例可以对应多个表空间,用于存储记录,索引数据。
第二层逻辑结构:段
分为数据段、索引段、回滚段、innodb是索引组织表,数据段是B+Tree的叶子节点,索引段为B+Tree的非叶子节点,段使用管理多个Extent(区)。
第三层逻辑结构:区
表空间的单元结构,每一个分区的大小是1M,默认的情况下,innodb的存储引擎页的大小是16k,即一个区一共有64ge连续的页。
第四层逻辑结构:页
是InnoDB存储引擎磁盘管理的最小单元,每个页的大小默认为16KB。为了保证页的连续性,InnoDB存储引擎每次从磁盘申请4-5个区。
第五层逻辑结构:行
innodb存储引擎数据是按照行进行存放的。
2、INNODB架构:内存结构:
1、Buffer Pool:
缓冲池是主内存中的一个区域,里面可以缓存磁盘上经常操作的真实数据,在执行增删改查操作时,先操作缓冲池中的数据(若缓冲池没有数据,则从磁盘加载并缓存),然后再以一定频率刷新到磁盘,从而减少磁盘IO,加快处理速度。缓冲池以Page页为单位,底层采用链表数据结构管理Page。根据状态,将Page分为三种类型:
. free page:空闲page,未被使用。
. clean page:被使用page,数据没有被修改过。
.dirty page:脏页,被使用page,数据被修改过,也中数据与磁盘的数据产生了不一致。
2、Change Buffer:
更改缓冲区(针对于非唯一二级索引页),在执行DML语句时,如果这些数据Page没有在Buffer Pool中,不会直接操作磁盘,而会将数据变更存在更改缓冲区Change Buffer中,在未来数据被读取时,再将数据合并恢复到Buffer Pool中,再将合并后的数据刷新到磁盘中。
Change Buffer的意义是什么?
与聚集索引不同,二级索引通常是非唯一的,并且以相对随机的顺序插入二级索引。同样,删除和更新可能会影响索引树中不相邻的二级索引贡,如果每一次都操作磁盘,会造成大量的磁盘IO。有了ChangeBuffer之后,我们可以在缓冲池中进行合并处理,减少磁盘IO。
3、Adaptive Hash lndex:
自适应hash索引,用于优化对Buffer Pool数据的查询。InnoDB存储引擎会监控对表上各索引页的查询,如果观察到hash索引可以提升速度,则建立hash索引,称之为自适应hash索引。
自适应哈希索引,无需人工干预,是系统根据情况自动完成。
参数: adaptive_hash_index
4、Log Buffer:
日志缓冲区,用来保存要写入到磁盘中的log日志数据( redo log . undo log),默认大小为16MB,日志缓冲区的日志会定期刷新到磁盘中。如果需要更新、插入或删除许多行的事务,增加日志缓冲区的大小可以节省磁盘l/O。
参数:
innodb_log_buffer_size:缓冲区大小
innodb_flush_log_at_trx_commit:日志刷新到磁盘时机
3、INNODB架构:磁盘结构
1、System Tablespace:
系统表空间是更改缓冲区的存储区域。如果表是在系统表空间而不是每个表文件或通用表空间中创建的,它也可能包含表和索引数据。(在MySQL5.x版本中还包含InnoDB数据字典、undolog等)
参数:innodb_data_file_path
2、File-Per-Table Tablespaces:
每个表的文件表空间包含单个InnoDB表的数据和索引,并存储在文件系统上的单个数据文件中。
参数:innodb_file_per_table
3、General Tablespaces
通用表空间,需要通过CREATE TABLESPACE语法创建通用表空间,在创建表时,可以指定该表空间。
4、Undo Tablespaces:
撤销表空间,MySQL实例在初始化时会自动创建两个默认的undo表空间(初始大小16M),用于存储undo log日志。
5、Temporary Tablespaces:
InnoDB使用会话临时表空间和全局临时表空间。存储用户创建的临时表等数据。
6、Doublewrite Buffer Files:
双写缓冲区,innoDB引擎将数据页从Buffer Pool刷新到磁盘前,保证数据的安全性,任务失败的时候,可以恢复数据,先将数据页写入双写缓冲区文件中,使于系统异常时恢复数据。
7、Redo Log:
重做日志,是用来实现事务的持久性。该日志文件由两部分组成:重做日志缓冲(redo log buffer)以及重做日志文件(redo log)),前者是在内存中,后者在磁盘中。当事务提交之后会把所有修改信息都会存到该日志中,用于在刷新脏页到磁盘时,发生错误时,进行数据恢复使用。
4、后台线程:
指的是再合适的时间将INNODB缓存中的数据刷新到磁盘中。
主要有四类:
1、Master Thread
核心后台线程,负责调度其他线程,还负责将缓冲池中的数据异步刷新到磁盘中,保持数据的一致性,还包括脏页的刷新、合并插入缓存、undo页的回收。
2、IO Thread
在lnnoDB存储引擎中大量使用了AIO来处理IO请求,这样可以极大地提高数据库的性能,而IOThread主要负责这些lO请求的回调。
查看INNODB引擎的状态信息:
show engine innodb status;
3、Purge Thread(撤销日志线程)
主要用于回收事务已经提交了的undo log,在事务提交之后,undo log可能不用了,就用它来回收。
4、Page Cleaner Thread
协助Master Thread 刷新脏页到磁盘的线程,它可以减轻Master Thread的工作压力,减少阻塞。