MySQL中Buffer?Pool內(nèi)存結構詳情
1、回顧一下Buffer Pool是個什么東西?
1.1 增刪改直接操作的是內(nèi)存還是磁盤?
現(xiàn)在我們先來回顧一下數(shù)據(jù)庫中的Buffer Pool是個什么東西?其實他是一個非常關鍵的組件,因為我們通過之前的講解都知道一點,那就是數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)實際上最終都是要存放在磁盤文件上的。
我們在對數(shù)據(jù)庫執(zhí)行增刪改操作的時候,不可能直接更新磁盤上的數(shù)據(jù)的,因為如果你對磁盤進行隨機讀寫操作,那速度是相當?shù)穆?,隨便一個大磁盤文件的隨機讀寫操作,可能都要幾百毫秒。如果要是那么搞的話,可能你的數(shù)據(jù)庫每秒也就只能處理幾百個請求了!
之前我們也都講解過了,你在對數(shù)據(jù)庫執(zhí)行增刪改操作的時候,實際上主要都是針對內(nèi)存里的Buffer Pool中的數(shù)據(jù)進行的,也就是你實際上主要是對數(shù)據(jù)庫的內(nèi)存里的數(shù)據(jù)結構進行了增刪改,如下圖所示。

1.2 數(shù)據(jù)庫崩潰了,內(nèi)存中數(shù)據(jù)丟了怎么辦?
當然,我們之前都說過,其實每個人都擔心一個事,就是你在數(shù)據(jù)庫的內(nèi)存里執(zhí)行了一堆增刪改的操作,內(nèi)存數(shù)據(jù)是更新了,但是這個時候如果數(shù)據(jù)庫突然崩潰了,那么內(nèi)存里更新好的數(shù)據(jù)不是都沒了嗎?
所以其實之前我們就用了很多章節(jié)講這個問題,MySQL就怕這個問題,所以引入了一個redo log機制,你在對內(nèi)存里的數(shù)據(jù)進行增刪改的時候,同時會把增刪改對應的日志寫入redo log中,如下圖。

萬一你的數(shù)據(jù)庫突然崩潰了,沒關系,只要從redo log日志文件里讀取出來你之前做過哪些增刪改操作,瞬間就可以重新把這些增刪改操作在你的內(nèi)存里執(zhí)行一遍,這就可以恢復出來你之前做過哪些增刪改操作了。
當然對于數(shù)據(jù)更新的過程,是有一套嚴密的步驟的,還涉及到undo log、binlog、提交事務、buffer pool臟數(shù)據(jù)刷回磁盤等等。我們之前都講過了,這里不再重復,這里僅僅是回顧一下數(shù)據(jù)庫中的Buffer Pool這個東西。
1.3 Buffer Pool的一句話總結
所以這里我們簡單對Buffer Pool這個東西做一下總結,他其實是數(shù)據(jù)庫中我們第一個必須要搞清楚的核心組件,因為增刪改操作首先就是針對這個內(nèi)存中的Buffer Pool里的數(shù)據(jù)執(zhí)行的,同時配合了后續(xù)的redo log、刷磁盤等機制和操作。
所以Buffer Pool就是數(shù)據(jù)庫的一個內(nèi)存組件,里面緩存了磁盤上的真實數(shù)據(jù),然后我們的Java系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫執(zhí)行的增刪改操作,其實主要就是對這個內(nèi)存數(shù)據(jù)結構中的緩存數(shù)據(jù)執(zhí)行的。
2、Buffer Pool這個內(nèi)存數(shù)據(jù)結構到底長個什么樣子?
我們先來看一下下面的圖,里面就畫了數(shù)據(jù)庫中的Buffer Pool內(nèi)存組件。

2.1 如何配置MySQL的Buffer Pool的大小?
我們先來看一下下面的圖,里面就畫了數(shù)據(jù)庫中的Buffer Pool內(nèi)存組件。
因為Buffer Pool本質其實就是數(shù)據(jù)庫的一個內(nèi)存組件,你可以理解為他就是一片內(nèi)存數(shù)據(jù)結構,所以這個內(nèi)存數(shù)據(jù)結構肯定是有一定的大小的,不可能是無限大的。
這個Buffer Pool默認情況下是128MB,還是有一點偏小了,我們實際生產(chǎn)環(huán)境下完全可以對Buffer Pool進行調(diào)整。比如我們的數(shù)據(jù)庫如果是16核32G的機器,那么你就可以給Buffer Pool分配個2GB的內(nèi)存,使用下面的配置就可以了。
[server] innodb_buffer_pool_size = 2147483648
2.2 數(shù)據(jù)頁
在將Buffer Pool之前,我們先來了解一個概念:數(shù)據(jù)頁。想必好多人也聽說過這個,但是數(shù)據(jù)頁是個什么樣的結構呢?存放的是什么樣的數(shù)據(jù)呢?別急,下面會慢慢道來。
接著我們來看下一個問題,假設現(xiàn)在我們的數(shù)據(jù)庫中一定有一片內(nèi)存區(qū)域是Buffer Pool了,那么我們的數(shù)據(jù)是如何放在Buffer Pool中的?
也就是說我們都知道數(shù)據(jù)庫里有一個一個的表,一個表有很多字段,然后一個表里有很多行數(shù)據(jù),每行數(shù)據(jù)都有好多的字段值。所以大家覺得我們的數(shù)據(jù)是一行一行的放在Buffer Pool里面的嗎?
這就明顯不是了,實際上MySQL對數(shù)據(jù)抽象出來了一個數(shù)據(jù)頁的概念,是把很多行數(shù)據(jù)放在了一個數(shù)據(jù)頁里,也就是說我們的磁盤文件中就是會有很多的數(shù)據(jù)頁,每一頁數(shù)據(jù)里放了很多行數(shù)據(jù)。
所以實際上假設我們要更新一行數(shù)據(jù),此時數(shù)據(jù)庫會找到這行數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)頁,不是只加載一行數(shù)據(jù),而是從磁盤文件里把這行數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)頁直接給加載到Buffer Pool里去。也就是說,Buffer Pool中存放的也是一個一個的數(shù)據(jù)頁,如下圖:

2.3 磁盤上的數(shù)據(jù)頁和Buffer Pool中的數(shù)據(jù)頁是如何對應起來的?
- 實際上默認情況下,磁盤中存放的數(shù)據(jù)頁的大小是16KB,也就是說,一頁數(shù)據(jù)包含了16KB的內(nèi)容。
- 而Buffer Pool中存放的一個一個的數(shù)據(jù)頁,我們通常叫做緩存頁,因為畢竟Buffer Pool是一個緩沖池,里面的數(shù)據(jù)都是從磁盤緩存到內(nèi)存去的。
- 而Buffer Pool中默認情況下,一個緩存頁的大小和磁盤上的一個數(shù)據(jù)頁的大小是一一對應起來的,都是16KB。
所以我們看下圖,圖中的Buffer Pool標注出來了的內(nèi)存大小,假設是128MB吧,然后數(shù)據(jù)頁的大小是16KB。

2.4 緩存頁描述信息
接著我們要了解下一個概念,對于每個緩存頁,實際上都會有一個描述信息,這個描述信息大體可以認為是用來描述這個緩存頁的。
比如包含如下的一些東西:這個數(shù)據(jù)頁所屬的表空間、數(shù)據(jù)頁的編號、這個緩存頁在Buffer Pool中的內(nèi)存地址以及別的一些東西,就相當于緩存頁的元數(shù)據(jù)一樣。
每個緩存頁都會對應一個描述信息,這個描述信息本身也是一塊數(shù)據(jù),在Buffer Pool中,每個緩存頁的描述數(shù)據(jù)放在最前面,然后各個緩存頁放在后面。
所以此時我們看下面的圖,Buffer Pool實際看起來大概長這個樣子。

而且這里我們要注意一點,Buffer Pool中的描述數(shù)據(jù)大概相當于緩存頁大小的5%左右,也就是每個描述數(shù)據(jù)大概是800個字節(jié)左右的大小,然后假設你設置的buffer pool大小是128MB,實際上Buffer Pool真正的最終大小會超出一些,可能有個130多MB的樣子,因為他里面還要存放每個緩存頁的描述數(shù)據(jù)。
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