【MySQL技术内幕】02-InnoDB体系架构

InnoDB存储引擎体系架构解析

原创

于 2024-11-28 10:57:27 发布 · 697 阅读

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#mysql #架构 #数据库

作者简介：大家好，我是码炫码哥，前中兴通讯、美团架构师，现任某互联网公司CTO，兼职码炫课堂主讲源码系列专题

代表作：《jdk源码&多线程&高并发》，《深入tomcat源码解析》，《深入netty源码解析》，《深入dubbo源码解析》，《深入springboot源码解析》，《深入spring源码解析》，《深入redis源码解析》等

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InnoDB各版本功能对比

版本	功能
老版本 InnoDB（MySQL5.1之前）	支持 ACID 、行锁设计、 MVCC
InnoDB 1.0.x （MySQL5.1）	继承了上述版本所有，增加了 compress 和 dynamic 页格式
InnoDB 1.1.x （MySQL5.5之前）	继承了上述版本所有功能，增加了 Linux AIO 、多回滚段
InnoDB 1.2.x （MySQL5.6）	继承了上述版本所有功能，增加了全文索引支持、在线索引添加
InnoDB 5.7 （MySQL5.7）	继承了上述版本所有功能，支持buffer pool动态调整大小

图简单显示了 InnoDB 的存储引擎的体系架构，从图可见，InnoDB 存储引擎有多个内存块，可以认为这些内存块组成了一个大的内存池，负责如下工作：

维护所有进程／线程需要访问的多个内部数据结构。
缓存磁盘上的数据，方便快速地读取，同时在对磁盘文件的数据修改之前在这里缓存。
重做日志（redo log）缓冲。
......

后台线程的主要作用是负责刷新内存池中的数据，保证缓冲池中的内存缓存的是最近的数据。此外将已修改的数据文件刷新到磁盘文件，同时保证在数据库发生异常的情况下 InnoDB 能恢复到正常运行状态。

1、后台线程

InnoDB 存储引擎是多线程的模型，因此其后台有多个不同的后台线程，负责处理不同的任务。

1.1、Master Thread

Master Thread 是一个非常核心的后台线程，主要负责将缓冲池中的数据异步刷新到磁盘，保证数据的一致性，包括脏页的刷新、合并插入缓冲（INSERT BUFFER）、 UNDO 页的回收等。

1.2、IO Thread

在 InnoDB 存储引擎中大量使用了 AIO ( Async IO ）来处理写 IO 请求，这样可以极大提高数据库的性能。而IO Thread 的工作主要是负责这些IO请求的回调（call back) 处理。 InnoDB 1.0 版本之前共有 4 个IO Thread ，分别是 write 、 read 、 insert buffer 和 log IO thread 。在 Linux 平台下，IO Thread 的数量不能进行调整，但是在 Windows 平台下可以通过参数 innodb_file_io_ threads 来增大 IO Thread 。从 InnoDB 1.0.x 版本开始，read thread 和 write thread 分别增大到了 4 个，并且不再使用innodb_file_io_ threads 参数，而是分别使用 innodb_read_io_threads 和innodb_write_io_threads参数进行设置，如：

    mysql> show variables like 'innodb_%io_threads';
    +-------------------------+-------+
    | Variable_name           | Value |
    +-------------------------+-------+
    | innodb_read_io_threads  | 4     |
    | innodb_write_io_threads | 4     |
    +-------------------------+-------+
    2 rows in set (0.01 sec)

可以通过命令SHOW ENGINE INNODB STATUS来观察InnoDB 中的IO Threads：

    mysql> SHOW ENGINE INNODB STATUS\G
    ......
    --------
    FILE I/O
    --------
    I/O thread 0 state: waiting for i/o request (insert buffer thread)
    I/O thread 1 state: waiting for i/o request (log thread)
    I/O thread 2 state: waiting for i/o request (read thread)
    I/O thread 3 state: waiting for i/o request (read thread)
    I/O thread 4 state: waiting for i/o request (read thread)
    I/O thread 5 state: waiting for i/o request (read thread)
    I/O thread 6 state: w