mysql innodb缓存策略之Buffer Pool

The InnoDB Buffer Pool

Innodb 持有一个存储区域叫做buffer pool是为了在内存中缓存数据和索引，知道innodb bufferpool怎么工作，和利用它读取频繁访问的数据，是mysql优化重要的方面。

理想状况下，把bufferpool的大小调整到足够大，留下足够的内存空间给其他该服务器上的进程（使其无缺页即可）。bufferpool越大，innodb 月表现为内存型数据库，从硬盘上一次读取数据，之后并成了从内存中读取数据。buffer pool甚至缓存那些因为insert,update操作而改变的数据（insert buffer），所以随机磁盘写可以聚集在一块得到更好的性能。

innodb 把缓存池作为链式管理，利用LRU（least recently used）算法，当添加新block到pool中时（无空间），innodb 替换（驱逐）一个最近最少使用的block，然后把新的block添加到链表的中间，"midpoint insertion strategy"策略把链表看出两条子链。

1：在链表的头部，是由一些“NEW”(or "young")block 组成的最近刚被访问的子链；

2：在链表的尾部，是由一些'old' block组成的最近没被访问（或者最少被访问的）的子链；

该算法使大量查询 blocks 保持在 new sublist. old sublist 持有最少使用的 blocks;这些blocks将成为替换或驱逐的候选者。

1：3/8 的buffer pool 的大小分配给old sublist

2: 链表的 midpoint （中间插入点）是new sublist 尾部和 old sublist头部聚合的地方

3：当 innodb 读取一个block进 buffer pool时，插入到midpoint(old sublist 的头部)，block被读取发生在客户端操作,eg: sql查询，或者innodb特性 readahead(预读);

4:当访问在old sublist中一个 block时，使其变成'young'，把它移动到 buffer pool的头部（new sublist的头部），如果该block 被读取是因为客户端sql查询，则第一次访问立即发生，并且该block变成'young'。如果该block被读取是因为read ahead,第一次呗访问不会发生，并且有可能在该Block被替换之前根本不能发生）；

5：随着数据库操作，在buffer pool 中的没被访问的blocks（年纪大的）被移动到链表的尾部.在old sublist中的blocks 比插入在midpoint上的block老，最终，一个Block一段长时间未被使用会到达old sublist的尾部会被替换。

默认情况下，被读取的blocks会立即移动到 NEW sublist 的 head,同时意味着他们待着buffer pool中很长一段时间。当扫表时（eg, mysqldump 操作，或者没有where语句的select操作）可以使大量的blocks push into buffer pool中,并且驱逐大量的older 数据，即使那些所谓刚加入的 new blocks 不会再次被访问，相同的，read ahead 后台线程一次载入大量的blocks ，这些情况使经常被访问的blocks push into 到 old sublist中，然后它们成为被驱逐的候选者。

一些innodb 系统变量控制着buffer pool的大小和使你调整LRU算法

1：innodb buffer pool size

指明Buffer pool的大小，如果你的buffer pool 空间小，并且有充足的空间，使pool大点可以减小磁盘IO的次数来提高性能；

/* If the default value of innodb_buffer_pool_size is increased to be more than
BUF_POOL_SIZE_THRESHOLD (srv/srv0start.cc), then srv_buf_pool_instances_default
can be removed and 8 used instead. The problem with the current setup is that
with 128MiB default buffer pool size and 8 instances by default we would emit
a warning when no options are specified. */
// 128MiB / 8 = 16KB
static MYSQL_SYSVAR_LONGLONG(buffer_pool_size, srv_buf_pool_curr_size,PLUGIN_VAR_RQCMDARG |PLUGIN_VAR_PERSIST_AS_READ_ONLY,"The size of the memory buffer InnoDB uses to ""cache data and indexes of its tables.",NULL, innodb_buffer_pool_size_update,static_cast<longlong>(srv_buf_pool_def_size),static_cast<longlong>(srv_buf_pool_min_size),longlong{srv_buf_pool_max_size}, 1024 * 1024L);

innodb_buffer_pool_size的大小默认是128MB，分为8个instance，每个instance是16KB，并且对数据的操作是按页进行读写的，一页就是16KB。

buffer_pool是一个list，目的是为了使用LRU cache机制；减少并发写操作时锁的粒度。

2： innodb buffer pool instances : 分成多个独立的区域，各个区域相同，来减少在并发内存读写操作的竞争；

3：innodb old blocks pct:默认3/8;

4: innodb old blocks time: 指定多长时间以毫秒为单位(ms),block插入到老子列表必须呆在那里第一次访问后多久,才能搬到新的子列表（解决预读时，缓存污染问题）；

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