版面设计网站有哪些,wordpress改造seo,顺义建设网站,天津建设交培训中心网站个人简介#xff1a;Java领域新星创作者#xff1b;阿里云技术博主、星级博主、专家博主#xff1b;正在Java学习的路上摸爬滚打#xff0c;记录学习的过程~ 个人主页#xff1a;.29.的博客 学习社区#xff1a;进去逛一逛~ InnoDB存储引擎 ⑩⑧【MySQL】详解InnoDB存储引… 个人简介Java领域新星创作者阿里云技术博主、星级博主、专家博主正在Java学习的路上摸爬滚打记录学习的过程~ 个人主页.29.的博客 学习社区进去逛一逛~ InnoDB存储引擎 ⑩⑧【MySQL】详解InnoDB存储引擎1. InnoDB逻辑存储结构2. InnoDB架构内存架构磁盘架构后台线程 3. 事务的原理⚪redo log⚪undo log 4. MVCCMVCC基本概念MVCC实现原理 ⑩⑧【MySQL】详解InnoDB存储引擎 1. InnoDB逻辑存储结构 InnoDB逻辑存储结构 表空间idb文件一个MySQL实例可以对应多个表空间用于存储记录、索引等数据。 段分为数据段(Leaf node segment) 、索引段(Non-leaf node segment) 、回滚段(Rollback segment) ,InnoDB是索引组织表数据段就是B树的叶子节点索引段即为B树的非叶子节点。段用来管理多个Extent区) 。 区表空间的单元结构每个区的大小为1M。默认情况下InnoDB存储引擎页大小为16K,即一个区中一共有64个连续的页。 页是InnoDB存储引擎磁盘管理的最小单元每个页的大小默认为16KB。为了保证页的连续性InnoDB存储引擎每次从磁盘申请4-5个区。 行InnoDB存储引擎数据是按行进行存放的。 ⚪Trx_id每次对某条记录进行改动时都会把对应的事务id赋值给Trx_id隐藏列。⚪Roll pointer每次对某条引记录进行改动时都会把旧的版本写入到undo日志中然后这个隐藏列就相当于一个指针可以通过它来找到该记录修改前的信息。 2. InnoDB架构 架构 MySQL5.5版本开始默认使用InnoDB存储引擎它擅长事务处理具有崩溃恢复特性在日常开发中使用非常广泛。下面是InnoDB架构图左侧为内存结构右侧为磁盘结构。 内存架构 内存结构 - In-Memory Structures Buffer Poll缓冲池 是主内存中的一个区域里面可以缓存磁盘上经常操作的真实数据在执行增删改查操作时先操作缓冲池中的数据若缓冲池没有数据则从磁盘加载并缓存然后再以一定频率刷新到磁盘从而减少磁盘IO,加快处理速度。 缓冲池以Page页 为单位底层采用链表数据结构管理Page 。根据状态将Page分为三种类型 ⚪free page —— 空闲page,未被使用。⚪clean page —— 被使用page数据没有被修改过。⚪dirty page —— 脏页被使用page,数据被修改过页中数据与磁盘的数据产生了不一致。 Change Buffer更改缓冲区针对于非唯一二级索引页 在执行DML语句时如果这些数据Page 没有在Buffer Pool中不会直接操作磁盘而会将数据变更存放在更改缓冲区Change Buffer中在未 来数据被读取时再将数据合并恢复到Buffer Pool中再将合并后的数据刷新到磁盘中。更改缓冲区Change Buffer的意义是什么 与聚集索引不同二级索引通常是非唯一的并且以相对随机的顺序插入二级索引。同样删除和更新可能会影响索引树中不相邻的二级索引页如果每一次都操作磁盘会造成大量的磁盘IO。有了ChangeBuffer之后我们可以在缓冲池中进行合并处理减少磁盘IO。 Adaptive Hash Index自适应hash索引 用于优化对Buffer Pool数据的查询。InnoDB存储引擎会监控对表上各索引页的查询如果观察到hash索引可以提升速度则建立hash索引称之为自适应hash索引。自适应哈希索引无需人工干预是系统根据情况自动完成。 -- innodb中自适应hash索引的参数innodb_adaptive_hash_index -- 查看是否开启了 自适应hash SHOW VARIABLES LIKE innodb_adaptive_hash_index;Log Buffer日志缓冲区用来保存要写入到磁盘中的log日志数据(redo log、undo log),默认大小为16MB ,日志缓冲区的日志会定期刷新到磁盘中。如果需要更新、插入或删除许多行的事务增加日志缓冲区的大小可以节省磁盘I/O。 #参数 -- 缓冲区大小innodb_log_buffer_size -- 日志刷新到磁盘时机innodb_flush_log_at_trx_commit -- 查看 SHOW VARIABLES LIKE innodb_log_buffer_size; SHOW VARIABLES LIKE innodb_flush_log_at_trx_commit; #或 SELECT innodb_log_buffer_size; SELECT innodb_flush_log_at_trx_commit;日志刷新到磁盘时机innodb_flush_log_at_trx_commit值0/1/2 磁盘架构 磁盘结构 On-Disk Structures System Tablespace系统表空间 是更改缓冲区的存储区域。如果表是在系统表空间创建而不是每个表文件或通用表空间中创建的它也可能包含表和索引数据。在MySQL5.x版本中还包含InnoDB数据字典、undologs等)。 #参数 : innodb_data_file_path -- 查看相关信息 SHOW VARIABLES LIKE %data_file_path%;File-Per-Table Tablespaces每个表的文件表空间 包含单个InnoDB表的数据和索引并存储在文件系统上的单个数据文件中。 #参数 : innodb_file_per_table SHOW VARIABLES LIKE %file_per_table%;General Tablespaces通用表空间 需要通过CREATE TABLESPACE语法创建通用表空间在创建表时可以指定通用表空间。 -- 创建通用表空间 CREATE TABLESPACE 通用表空间名称 ADD DATAFILE 表空间文件名 ENGINE 存储引擎名;-- 创建表时指定关联的通用表空间 CREATE TABLE 表名(字段1 字段1类型 [COMMENT 字段1注释],字段2 字段2类型 [COMMENT 字段2注释],字段3 字段3类型 [COMMENT 字段3注释],...字段n 字段n类型 [COMMENT 字段n注释] )[COMMENT 表注释] TABLESPACE 通用表空间名称;Undo Tablespaces撤销表空间MySQL实例在初始化时会自动创建两个默认的undo表空间初始大小16M),用于存储undo log日志。 Temporary TablespacesInnoDB使用会话临时表空间 和全局临时表空间 。存储用户创建的临时表等数据。 Doublewrite Buffer Files双写缓冲区 innoDB引擎将数据页从Buffer Pool刷新到磁盘前先将数据页写入双写缓冲区文件中便于系统异常时恢复数据。 双写缓冲区文件xxx.dblwr文件 Redo Log重做日志 是用来实现事务的持久性。该日志文件由两部分组成重做日志缓冲(redo log buffer) 以及 重做日志文件(redo log file) ,前者是在内存中后者在磁盘中。当事务提交之后会把所有修改信息都会存到该日志中用于在刷新脏页到磁盘时发生错误时进行数据恢复使用。 后台线程 后台线程 Master Thread 核心后台线程负责调度其他线程还负责将缓冲池中的数据异步刷新到磁盘中保持数据的一致性还包括脏页的刷新、合并插入缓存、undo页的回收。 IO Thread 在InnoDB存储引擎中大量使用了AIO(异步非阻塞IO)来处理IO请求这样可以极大地提高数据库的性能而IO Thread主要负责这些IO请求的回调。 Purge Thread 主要用于回收事务已经提交了的undo log,在事务提交之后undo log可能不用了就用它来回收。 Page Cleaner Thread 协助Master Thread刷新脏页到磁盘的线程它可以减轻Master Thread的工作压力减少阻塞。 3. 事务的原理 事务 事务是一组操作的集合它是一个不可分割的工作单位事务会把所有的操作作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求即这些操作要么同时成功要么同时失败。 事务四大特性 原子性(Atomicity) 事务是不可分割的最小操作单元要么全部成功要么全部失败。一致性(Consistency) 事务完成时必须使所有的数据都保持一致状态。隔离性(Isolation) 数据库系统提供的隔离机制保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行。持久性(Durability) 事务一旦提交或回滚它对数据库数据的改变就是永久的。 ⚪redo log 重做日志 - redo log 重做日志 记录的是事务提交时数据页的物理修改是用来实现事务的持久性 。该日志文件由两部分组成重做日志缓冲(redo log buffer) 以及 重做日志文件(redo log file) ,前者是在内存中后者在磁盘中。当事务提交之后会把所有修改信息都会存到该日志中用于在刷新脏页到磁盘时发生错误时进行数据恢复使用。 ⚪undo log 回滚日志 - undo log 回滚日志 用于记录数据被修改前的信息作用包含两个提供回滚 和 MVCC(多版本并发控制) 。 undo log 和redo log 记录物理日志不一样undo log 是逻辑日志。可以认为当delete一条记录时undo log中会记录一条对应的insert记录反之亦然当update 一条记录时它记录一条对应相反的update记录。当执行rollback时就可以从undo log中的逻辑记录读取到相应的内容并进行回滚。 Undo log销毁 undo log在事务执行时产生事务提交时并不会立即删除undo log,因为这些日志可能还用于MVCC。 Undo log存储 undo log采用段的方式进行管理和记录存放在前面介绍的rollback segment回滚段中内部包含1024个undo log segment。 4. MVCC MVCC基本概念 当前读 读取的是记录的最新版本读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录会对读取的记录进行加锁。对于我们日常的操作 如 select..lock in share mode(共享锁)select\update\insert\delete..for update(排他锁)都是一种当前读 。 快照读 简单的select(不加锁)就是快照读快照读读取的是记录数据的可见版本有可能是历史数据不加锁是非阻塞读。 事务隔离级别 Read Committed 每次select,都生成一个快照读。Repeatable Read 开启事务后第一个select语句才是快照读的地方。Serializable 快照读会退化为当前读。 多版本并发控制 - MVCC 全称Multi--Version Concurrency Control,多版本并发控制 。指维护一个数据的多个版本使得读写操作没有冲突 快照读为MySQL实现MVCC提供了一个非阻塞读功能。MVCC的具体实现还需要依赖于数据库记录中的三个隐式字段、undo log日志、readView。 MVCC实现原理 表的隐藏字段 undo log - 回滚日志 回滚日志 在insert、update、delete的时候产生的便于数据回滚的日志 。当insert的时候产生的undo log日志只在回滚时需要在事务提交后可被立即删除 。而update、delete的时候产生的undo log日志不仅在回滚时需要在快照读时也需要不会立即被删除 。 undo log 版本链 不同事务或相同事务对同一条记录进行修改会导致该记录的undolog生成一条记录版本链表链表的头部是最新的旧记录链表尾部是最早的旧记录。 readView - 读视图 ReadView(读视图)是快照读SQL执行时MVCC提取数据的依据记录并维护系统当前活跃的事务未提交的id。 不同的隔离级别生成ReadViewl的时机不同 READ COMMITTED在事务中每一次执行快照读时生成ReadView。 REPEATABLE READ:仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView,后续复用该ReadView。 ReadView的4个核心字段