存儲引擎之內存管理
在innodb存儲引擎中，數據庫中的緩沖池是通過lru(latest recent used，最近最少使用)算法來進行管理的，即最頻繁使用的頁在lru列表的最前段，而最少使用的頁在lru列表的尾端，當緩沖池不能存放新讀取到的頁時，首先釋放lru列表尾端的頁。
上面的圖中，我使用8個數據頁來表示隊列，具體作用，先賣個關子。在innodb存儲引擎中，緩沖池中頁的默認大小是16kb，lru列表中有一個midpoint的位置，新讀取到的數據頁并不是直接放入到lru列表的首部，而是放入到lru列表的midpoint位置，這個操作稱之為midpoint insertion stategy，也叫中間點插入策略。在默認配置下，該位置在lru長度的5/8處，這也就是上面使用8個數據頁的作用。下面的圖示意了新的數據頁的插入過程：
mitpoint的位置可通過參數innodb_old_blocks_pct控制，如下：
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mysql> show variables like 'innodb_old_blocks_pct';+-----------------------+-------+| variable_name | value |+-----------------------+-------+| innodb_old_blocks_pct | 37 |+-----------------------+-------+ row in set (. sec) |
從上面的例子看出，結果是37，這個37意味著新讀取的頁將被插入到大概距離lru列表尾端37%的位置，差不多3/8的位置，在innodb存儲引擎中，midpoint之前的頁稱為new列表，后面的頁稱之為old列表，new列表中的頁是最為活躍的數據。
為什么不直接把數據頁放在lru隊列的首部？
之所以不把新讀取的數據頁放在lru隊列的首部，是因為某些全表掃描的sql操作可能會將所有的熱點數據都刷新出lru隊列，導致下一次訪問熱點數據的時候，必須從磁盤中取相應的數據，從而影響緩沖池的效率。為了解決這個問題，innodb使用另外一個參數來管理lru列表，就是innodb_old_blocks_time，用于表示頁讀取到midpoint之后，多久才會加入到lru列表的熱端。因此當需要執行上述所說的sql操作時，可以通過下面的方法盡可能使lru列表中的熱點數據不被刷出。
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mysql> set global innodb_old_blocks_time=;query ok, rows affected (0.00 sec) |
這表示在1000s之后，才允許這些數據刷新到lru列表的熱端。
如果在實際情況中，數據頁活躍的比率不止63%，用戶還可以通過設置innodb_old_blocks_pct來減少熱點頁可能被刷出的概率。
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mysql> set global innodb_old_blocks_pct=; query ok, rows affected (0.00 sec) |
當數據庫剛啟動時，lru的內容是空的，這個時候，所有的數據頁都放在free列表中，當需要從緩沖池中分頁時，首先從free列表中查找是否有可用的free頁，如果存在，則將該頁從free頁中刪除，然后放入到lru的列表中。淘汰掉lru列表末尾的數據頁，將該內存空間分配給新的頁。這個過程的流程圖如下：
當lru列表中的頁從old部分加入到new部分時，稱此時發生的操作是page made young，而因為innodb_old_blocks_time的設置而沒有從old部分移動到new部分的操作稱之為page_not_made young。可以通過show engine innodb status來觀察lru列表以及free列表的使用情況和運行狀態。
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mysql> show engine innodb status\g******----------------------buffer pool and memory----------------------total large memory allocated dictionary memory allocated buffer pool size free buffers database pages old database pages modified db pages pending reads pending writes: lru , flush list , single page pages made young , not young 0.00 youngs/s, 0.00 non-youngs/spages read , created , written 0.00 reads/s, 0.00 creates/s, 0.00 writes/sno buffer pool page gets since the last printoutpages read ahead 0.00/s, evicted without access 0.00/s, random read ahead 0.00/slru len: , unzip_lru len: i/o sum[]:cur[], unzip sum[]:cur[]--------------row operations-------------- queries inside innodb, queries in queue read views open inside innodbprocess id=, main thread id=, state: sleepingnumber of rows inserted , updated , deleted , read0.00 inserts/s, 0.00 updates/s, 0.00 deletes/s, 0.00 reads/s----------------------------end of innodb monitor output============================ row in set (0.00 sec) |
從上面的結果可以看到：當前buffer pool size總共有8191個頁，每個數據頁的大小是16k，總共的大小是8191*16k=128m的緩沖池，其中free buffers表示當前free列表中頁的數量。page made young顯示了lru列表中頁移動到前端的次數，因為該服務器在運行階段沒有改變innodb_old_blocks_time的值，因此not young為0，youngs/s、non_youngs/s表示每秒這兩類操作的次數。
innodb存儲引擎從1.0.x版本開始支持壓縮頁的功能，即將原本16kb的數據頁壓縮成1kb、2kb、4kb和8kb。對于非16kb的頁，是通過unzip_lru來管理的，上述命令中的第22行就顯示了壓縮頁和非壓縮頁的信息。
需要注意的一點是free buffers的值與database pages的值之和不一定等于buffer pool size，因為緩沖池中的頁可能還會被分配各自適應哈希索引、鎖信息等頁，而這部分頁并不需要lru算法進行維護。
臟頁
在lru列表中的頁被修改之后，這個頁就稱之為“臟頁”，即緩沖池中的數據頁和磁盤上的數據產生了不一致，緩沖池的數據比較新，這時數據庫會通過checkpoint機制將臟頁刷新回磁盤，而flush列表中的頁也就是臟頁列表，臟頁既存在于lru列表中，也存在與flush列表中，lru列表用來管理緩沖池中頁的可用性，flush列表用來管理將頁刷新回磁盤，二者不影響。flush列表也可以通過show engine innodb status來查看，前面的結果列表中的第13行，modified db pages就是當前的臟頁數量，用戶可以通過元數據表innodb_buffer_page_lru表來查看。
以上就是詳解mysql innodb存儲引擎的內存管理的詳細內容，更多關于innodb 內存管理的資料請關注服務器之家其它相關文章！
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