六、InnoDB引擎-架构-结构 - 指南

一、InnoDB逻辑存储结构

表空间（ibd材料），一个mysql实例可能对应多个表空间，用于存储记录、索引等数据。

在linux系统中，安装的默认数据库数据文件在 /var/lib目录下

段，分为数据段（Leaf node segment）、索引段（Non-leaf node segment）、回滚段（Rollback segment），InnoDB是索引组织表、资料段就是B+树的叶子节点，索引段即为B+树的非叶子节点。段是用来管理多个Extent（区）。

区，表空间的单元结构，每个区的大小为1M。默认情况下，InnoDB存储引擎页的大小为16K，即一个区中一共有64个连续的页。

页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。就是，

行按照行进行存放的。（就是，InnoDB存储引擎信息通过Trx_id：每次对某条记录进行改动时，都会把对应的事务id赋值给trx_id隐藏列。 Roll_pointer：每次对某条索引记录进行改动时，都会把旧的版本写入到undo日志中，然后这个隐藏列就相当于一个指针，能够通过它来找到该记录修改前的信息）

二、InnoDB内存结构

MySQL5.5版本开始，默认使用InnoDB存储引擎，它擅长事务处理，具有崩溃恢复特性，在日常开发中使用非常广泛。下面是InnoDB架构图，左侧为内存结构，右侧为磁盘结构。

1、内存结构

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素材，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。

缓冲池是以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，未被采用。
• clean page：被使用page，数据没有被修改过。
• dirty page：脏页，被运用page，数据被修改过，页中数据与磁盘的材料产生了不一致。

Change Buffer（Insert Buffer 加强版）：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，再将合并后的素材刷新到磁盘中。

Change Buffer的意义是什么？

与聚簇索引不同，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，删除和更新可能影响索引树中不相邻的二级索引页，如果每一次都操作磁盘，会造成大量的磁盘IO。有了ChangeBuffer之后，大家可以再缓冲池中进行合并处理，减少磁盘IO。

Adaptive Hash Index：  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，倘若观察到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，是系统根据自身情况自动完成。

参数：adaptive_hash_index（在mysql命令界面：show variables like ''  模糊查询对应参数的val）

Log Buffer：日志缓冲区，用来保存要写入到磁盘中的log日志素材（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，增加日志缓存区的大小能够节省磁盘IO。

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（1：日志每次事务提交时写入并刷新到磁盘 0：每秒将日志写入并刷新到磁盘一次 2：日志每次事务提交后写入，并每秒刷新到磁盘一次）

2、磁盘结构

System Tablespace每个表文件或通用表空间中创建的，它也可能包括表和索引资料。（在MySQL5.x版本中还包含InnoDB信息字典、undolog等）就是：环境表空间是更改缓冲区的存储区域。如果表是在框架表空间而不

参数：Innodb_data_file_path

File-Per-Table Tablespaces：每个表的文件表空间包括单个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

General Tablespaces通过：通用表空间，需要凭借CREATE TABLESPACE语法创建通用表空间，在创建表时，能够指定该表空间。

CREATE TABLESPACE XXX ADD DATAFILE 'file_name' ENGINE = engine_name
CREATE TABLE 'xxx...' TABLESPACE ts_name

Undo Tablespace：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。

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资料。

Doublewrite Buffer Files：双写缓冲区，InnoDB引擎将数据页从Buffer Pool刷新到磁盘前，先将数据页写入双写缓冲区资料中，便于系统异常时恢复数据。

Redo Log：重做日志，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）以及重做日志文档（redo log）,前者是在内存中，后者在磁盘中。当事务提交之后