innodb架构理解
范群松 2020-05-10
网上写MySQL架构的文章比较多，写InnoDB架构的文章比较少，今天简单说说InnoDB架构。
画外音：一分钟，一幅图，秒懂。
作者：58沈剑
MySQL简要架构是怎么样的？
MySQL整体分为三层：
（1）客户端，是各种编程语言的connector；
（2）MySQL服务，内部包含各种组件，实现各种功能；
（3）文件系统，数据存储与日志；
其中，MySQL服务内，可以以插件的形式，实现各种存储引擎。
在InnoDB，MyISAM，Memory…等各种存储引擎中，InnoDB是使用范围最广的。
画外音：事务，行锁，聚集索引，MVCC…众多特性让InnoDB备受青睐。
InnoDB简要架构是怎么样的？
InnoDB整体也分为三层：
（1）内存结构(In-Memory Structure)，这一层在MySQL服务进程内；
（2）OS Cache，这一层属于内核态内存；
（3）磁盘结构(On-Disk Structure)，这一层在文件系统上；
这三层的交互有两类：
（1）通过OS Cache落地数据（上图中，两个短箭头）；
（2）直接O_Direct落地数据（长途中，长箭头）；
画外音：这是一个性能与一致性折衷的设计。
InnoDB内存结构包含哪些核心组件？
InnoDB内存结构包含四大核心组件，分别是：
（1）缓冲池(Buffer Pool)；
（2）写缓冲(Change Buffer)；
（3）自适应哈希索引(Adaptive Hash Index)；
（4）日志缓冲(Log Buffer)；
恰好，这四大核心组件，今年都详细的写过。
缓冲池(Buffer Pool)
目的是提升InnoDB性能，加速读请求，避免每次数据访问都进行磁盘IO。
画外音：和系统架构设计中缓存的功能有点像，避免每次访问数据库。
这里面涉及的技术点包括：预读，局部性原理，LRU，预读失败+缓冲池污染，新生代老生代双链LRU…细节参见《缓冲池(buffer pool)，彻底懂了！》。
写缓冲(Change Buffer)
目的是提升InnoDB性能，加速写请求，避免每次写入都进行磁盘IO。
画外音：我C，这个牛逼，写入居然都可以不进行磁盘IO？
细节参见《写缓冲(change buffer)，彻底懂了！》，这篇文章的细节原理，特别有意思。
自适应哈希索引(Adaptive Hash Index)
目的是提升InnoDB性能，加速读请求，减少索引查询的寻路路径。
这里面涉及的技术点包括：聚集索引，普通索引，哈希索引…细节参见《InnoDB到底支不支持哈希索引》。
日志缓冲(Log Buffer)
目的是提升InnoDB性能，极大优化redo日志性能，并提供了高并发与强一致性的折衷方案。
这里面涉及的技术点包括：redo log作用，流程，三层架构，随机写优化为顺序写，次次写优化为批量写…细节参见《事务已提交，数据却丢了，赶紧检查下LogBuffer》。
InnoDB磁盘结构包含哪些核心组件？
主要包括日志与表空间，其结构与原理比InnoDB内存结构更加复杂，如果大家感兴趣，未来再撰文详述。
