innodb_buffer_pool_instances越大越好吗 innodb buffer pool instance

一、整体架构

二、内存结构介绍

Buffer Pool

介绍

为了加快数据的存储和读取效率，InnoDB将数据和硬盘的交互分为两步：

1. 将数据的增加和修改直接在Buffer Pool内存中进行，并记录到undo/redo日志
2. 通过后台线程，定时将Buffer Pool中的数据更改变同步到硬盘

组成

Buffer Pool的构成单元是Page页，其中的一个部分是Change Buffer，Change Buffer主要负责保存数据的增/删/改操作，从硬盘中读取数据时，会先合并Change Buffer中的增/删/改操作，再保存到缓存Page页中并返回给客户端；其他部分则用于放置缓存Page页，当数据第一次被读取时，会把数据从文件系统中读取出来放在Buffer Pool的Page页中，之后读取数据时，则直接从Buffer Pool中读取，当发生数据修改时，如果该Page页存在缓存中，会修改相应的Page页，被修改后的Page页被称为脏页，需要进行同步。

同步

后台线程会定时将Buffer Pool的数据刷新到硬盘，对于Change Buffer中的修改和新增操作需要同步到文件系统，同时，对于缓存中的脏页也需要刷新到硬盘。此处的重点是不通过操作系统缓存，直接刷新到硬盘。

置换算法

对于Page页的置换算法，此处采用了一种变形的LRU算法。Page组成一个链表，按照5/8和3/8的比例分为新页子序列和旧页子序列。插入时从分界点插入，当Page页被读取时，就会被移动到新页子序列的头部，按照这种方式，当新的Page页需要插入序列而空间不足时，旧页子序列的末尾Page将被淘汰。

Log Buffer

用于缓冲将要写入到硬盘log file文件的日志信息(redo/undo)，默认大小16MB。和Buffer Pool的刷新机制不同的是，该缓冲区的日志信息首先会被定时刷新到操作系统缓存中，再由操作系统缓存定时刷新到硬盘里面。

三、硬盘结构介绍

Tablespace

注意：表空间是一个逻辑上的空间划分，比如一个数据库下有多个表格，而这些表格可各自属于不同的表空间。

System Tablespace

系统表空间：

• 是Change Buffer的存储区域。在增删改操作被实际更新到数据文件之前，这些操作会先被存储在系统表空间中，之后被线程作用到具体的数据文件。
• 是系统表的索引和数据存储区域。当创建的表格是在系统表空间下创建时，相应的索引和数据信息也会被保存在系统表空间下。
• 在8.0之前的版本中，系统表空间还包含了InnoDB数据字典(元数据)和Doublewrite Buffer。从8.0开始，这两个区域都独立了出来在各自单独的文件中。

File-Per-Table Tablespaces

• 这种类型的表空间下存储的数据文件特点是，对于每一个表格，都会创建一个单独的文件table_name.idb来保存该表的索引和数据信息，这点和系统表空间用一个ibdata1文件来存储所有的表格索引和数据有所不同。
• 一般情况下，单表文件会被创建在data目录下相应的数据库schema目录下，但是也可以在创建表格时通过指定data directory的值将表格文件放置在data目录外的其他地方。
• 当表格被Drop之后，该表格原先占用的空间会被释放归还给操作系统。

General Tablespaces

• 通用表空间和系统表空间类似，也是一个文件保存多个表格的数据和索引信息，不过与系统表空间不同的是，通用表空间可以创建多个。
• 通用表空间的数据可以放置在MySQL的data目录之下，也可以放置在data目录外的其他地方。
• 当表格被Drop后，该表格原本的空间不会被释放归还给操作系统，而是为该表空间下新的表格数据使用。

Undo Tablespaces

• Undo表空间是用来保存Undo日志的，Undo日志用来存储最后的事务的最新修改回滚段信息。
• 默认创建两个系统级别的Undo表空间，名字分别为undo_001和undo_002。
• 用户可以自己创建表空间，创建时要求需要以.ibu作为扩展名。

Temporary Tablespaces

• 临时表空间分为两类：Session级临时表空间和Global级临时表空间
• Session级表空间以.ibt结尾，工作时，一般两个表空间为一组，一个用于保存用户创建的临时表数据，另一个用于引擎工作内部使用创建临时表空间。Session表空间会通过一个表池子进行管理，初始化时池子中会创建10个临时表空间，工作时从池子中获取表空间，工作完毕则归还到池子中。
• Global级临时表空间初始化为ibtmp1。用户创建的临时表格数据发生修改时，针对该修改的回滚数据就保存在ibtmp1中。

Doublewrite Buffer

• 在Buffer Pool中的文件刷新到具体的数据文件中前，会先保存在双写缓冲区中，如果在把Page写入到具体的数据文件时，系统某个进程异常退出，可以做崩溃恢复。
• 默认以#作为文件名前缀，分为两个文件，分别对应Buffer Pool的flush list和LRU list数据Page页。

Redo Log

• 用于保存redo日志信息，当InnoDB异常中断时，未刷新到数据文件的脏页等数据可通过该文件进行重做，恢复数据。
• 初始化为两个文件，大小固定，采用循环写入方式进行工作，即一个文件写入完毕后，覆盖另外一个文件的数据，这样保证新的数据可以被写入，同时旧的不用的数据被自动覆盖。