MySQL基于冷热数据分离优化的LRU刷盘策略

前言

对于计算机刷盘这个概念相信大家都非常熟悉了，刷盘策略，其实在操作系统层面来说的话就是页面置换算法。

不知道各位朋友们还记得页面置换算法有哪些吗？

FIFO(先进先出算法)

OPT(最佳置换算法)

LRU(最近最少使用算法)

CLock(时钟置换算法)

LFU(最不常用算法)

MFU(最常使用算法)

因为MySQL中刷盘使用的是LRU算法，所以本文重点讲述LRU。。

LRU和LFU的区别

在正式开始MySQL刷盘策略讲解之前，有一点必须要和大家一起回顾的。

LRU算法和LFU算法是两回事：

LRU算法(最近最少使用)，强调的是最后一次使用的时间与当前启动刷盘的时间之间的间隔

LFU算法(最不经常使用)，强调的是在刷盘前的一段时间内使用的次数最少

简单的LRU刷盘策略

什么是LRU算法：

简单点来说就是，有维持一条链表，每访问一个数据页就将其移动到表头，这样在链表尾的就一直是当前时刻的最近最少使用的页面。

这样子，有什么缺点吗？

其实本来这算法已经挺好的了，主要思想是在缓存页不够的时候，挑最近最少使用的数据页进行刷盘以释放该缓存页，但是——

问题就出现在MySQL是一个庞大而复杂的系统，简单点来说，它并没有这么简单。

主要问题有两个：

MySQL的预读机制，导致“间接被访问”的数据页也被加到了链表头

MySQL走全表扫描的时候，会将大量页面移动到链表头

MySQL的预读机制就类似于局部性原理，你访问了数据页1 系统会认为你很有可能要访问数据页2，所以自动帮你加载进了内存。

全表扫描的话，肯定也是要将磁盘中的数据页加载进内存的。

因为这两个问题的存在，会导致原本经常访问的数据页被预读（或者全表扫描）进来的数据页挤到了链表尾，最终被淘汰掉

这是一个很大的影响性能的问题。

基于冷热数据分离优化

在这种情况下，我们将数据划分为两大类：一类是热数据，一类是冷数据。

热数据部分是实际需要访问的，而冷数据部分就是MySQL预读机制顺带的，或者是全表扫描的。

在这里插入图片描述

到了这里，相信各位朋友可能会有些疑惑：冷数据究竟什么时候才可以移动到热数据区呢？因为冷数据区是在LRU链表的末尾，所以肯定是先淘汰的冷数据区的数据页。

其实这个是有一定讲究的，你们想想假如刚从磁盘加载进来的时候，就立即访问了，那么这个时候是不是应该将冷数据移动到热数据区呢？

万一只是刚刚访问一次呢？之后都不访问了？比如全表扫描，一般都是扫描过后就不再访问了的。

那这样岂不是又出现问题了！

所以——

冷数据移动到热数据区的时机：

在冷数据被从磁盘加载到内存中，1s后还被访问这才会将该冷数据移动到热数据区。

为什么是1s之后呢？

因为全表扫描1次访问中1s已经可以完成了，只有1s之后还继续被访问到这才说明该数据页是热数据。

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在文章的最后，我再设问一句：热数据区内，是所有被访问的数据都需要移动到链表头吗？

其实热数据区比较靠前的哪些数据都是经常需要访问的，没必要每次都移动到链表头。

要知道链表结点的移动也是设计到性能消耗的，可以说能不动就不动。

为此，MySQL中采取的方案是：

将热数据也分为两部分，前四分之一是一部分，后四分之三是另一部分；只有访问后四份之三的时候才会将该数据页移动到链表头。

嘿嘿，各位朋友们，咱们今天的学习就到此结束了，为每一个坚持学习下来的你们点赞！

文末我再问一个问题：热数据区的数据不是所有都需要移动到链表头的，那么冷数据呢？访问冷数据是不是一定要将数据移动到冷数据区的最前面呢？

们，咱们今天的学习就到此结束了，为每一个坚持学习下来的你们点赞！

文末我再问一个问题：热数据区的数据不是所有都需要移动到链表头的，那么冷数据呢？访问冷数据是不是一定要将数据移动到冷数据区的最前面呢？

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