背景

mysql 版本: mysql8.0
参考资料: mysql官网

一、InnoDb官方架构图

二、简要说明

InnoDb架构划分为内存结构和磁盘结构

1. 内存结构

1.1 buffer pool(缓冲池)

buffer pool是主存中的一个区域，InnoDB在访问表和索引数据时在这里进行缓存。buffer pool允许直接从内存访问常用数据，从而提高处理速度。在专用服务器上，多达80%的物理内存通常分配给缓冲池。

更多关于buffer pool的信息可以参考 - Mysql - InnoDB - 理解buffer pool

1.2 change buffer(变更缓冲)

change buffer是一种特殊的数据结构，当二级索引页不在buffer poole中时，它将更改缓存到二级索引页。缓冲的更改(可能由INSERT、UPDATE或DELETE操作(DML)引起)稍后在其他读操作将页面加载到缓冲池时合并。

更多关于buffer pool的信息可以参考 - Mysql - InnoDB - 理解change buffer

1.3 adaptive hash index(自适应哈希索引)

自适应哈希索引使InnoDB能够在具有适当的工作负载组合和缓冲池足够内存的系统上执行,更像内存中的数据库，而不会牺牲事务特性或可靠性。自适应哈希索引通过innodb_adaptive_hash_index变量启用，或者在服务器启动时通过——skip-innodb- adaptive_hash -index关闭。

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1.4 log buffer(日志缓冲)

log buffer区是存储要写入磁盘日志文件的数据的内存区域。log buffer大小由innodb_log_buffer_size变量定义。默认的大小是16MB。定期将log buffer的内容刷新到磁盘。大log buffer使大事务能够运行，而无需在事务提交之前将redo log数据写入磁盘。因此，如果您有更新、插入或删除许多行的事务，那么增加log buffer的大小可以节省磁盘I/O。

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2. 磁盘结构

2.1 tables

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2.2 indexes

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2.3 tablespace（表空间）

表空间包含了系统表空间、独立表空间、通用表空间、临时表空间以及undo表空间

2.3.1 系统表空间:

a、系统表空间主要是change buffer的存储区域;

b、如果表是在系统表空间中创建的而不是在独立表空间或者通用表空间中创建的,那么系统表空间中也存储创建的表和索引数据;

c、在mysql8.0版本之前,mysql的数据字典也存储在系统表空间之中,不过8.0版本之后,mysql合并了一个事务性数据字典,元数据存储在数据字典中;

d、在MySQL 8.0.20之前，double write buffer存储区域位于InnoDB系统表空间中。从MySQL 8.0.20开始，double write buffer存储区域位于double write文件中;

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2.3.2 独立表空间

独立表空间中包含了innoDb表的数据和索引信息,存放在单个的独立表空间文件中

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2.3.3 通用表空间

通用表空间是指使用CREATE tablespace语法创建的共享InnoDB表空间

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2.3.4 临时表空间

innoDb中使用临时表空间分为session临时表空间和global临时表空间

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2.3.5 undo表空间

Undo表空间包含Undo log，Undo log是记录的集合，这些记录包含关于如何撤销事务对聚集索引记录的最新更改的信息。

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2.4 double write buffer

double write buffer是一个存储区域，InnoDB在将页面写到InnoDB数据文件中的适当位置之前，在这个存储区域中写入从buffer pool中刷新的页面。如果在页写过程中出现了操作系统、存储子系统或意外的mysqld进程退出，InnoDB可以在崩溃恢复期间从double write buffer中找到一个好的页副本。

虽然数据被写入两次，但double write buffer并不需要两倍的I/O开销或两倍的I/O操作。数据在一个大的顺序块中写入doublewrite缓冲区，通过对操作系统的单个fsync()调用(除非innodb_flush_method设置为O_DIRECT_NO_FSYNC)。

在MySQL 8.0.20之前，double write buffer存储区域位于InnoDB系统表空间中。从MySQL 8.0.20开始，double write buffer存储区域位于double write文件中。

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2.5 redo log(重做日志)

redo log是一种基于磁盘的数据结构，在崩溃恢复期间用于纠正不完整事务写入的数据。在正常操作过程中，redo log对SQL语句或低级API调用产生的表数据更改请求进行编码。在意外关闭之前未完成数据文件更新的修改将在初始化期间和接受连接之前自动重播。关于redo log在崩溃恢复中的作用，请参见15.18.2节“InnoDB恢复”。

默认情况下，redo log在物理上由两个名为ib_logfile0和ib_logfile1的文件表示。MySQL以循环的方式写入redo log文件。redo log中的数据按照受影响的记录进行编码;这些数据统称为重做。数据通过redo log的通道由不断增加的LSN值表示。

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2.6 undo logs

undo log是与单个读写事务相关联的undo log记录的集合。undo记录包含关于如何撤销事务对聚集索引记录的最新更改的信息。

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未完待续......