一条更新SQL 是 如何执行的

基本流程和查询SQL也是一致的,也就是说,它也要经过解析器、优化器的处理,最后交给执行器。

区别就在于拿到符合条件的数据之后的操作。

1.缓冲池Buffer Pool

首先,InnnoDB 的数据都是放在磁盘上的,InnoDB 操作数据有一个最小的逻辑单位,叫做页(索引页和数据页)。我们对于数据的操作,
不是每次都直接操作磁盘,因为磁盘的速度太慢了。InnoDB 使用了一种缓冲池的技术,也就是把磁盘读到的页放到一块内存区域里面。
这个内存区域就叫 Buffer Pool。

下一次读取相同的页,先判断是不是在缓冲池里面,如果是,就直接读取,不用再次访问磁盘。
修改数据的时候,先修改缓冲池里面的页。内存的数据页和磁盘数据不一致的时候,我们把它叫做脏页。InnoDB 里面有专门的后台线程把 
Buffer Pool 的数据写入到磁盘,每隔一段时间就一次性地把多个修改写入磁盘,这个动作就叫做刷脏。
Buffer Pool 是 InnoDB 里面非常重要的一个结构,它的内部又分成几块区域。
这里我们趁机到官网来认识一下 InnoDB 的内存结构和磁盘结构。

2.InnoDB内存结构和磁盘结构

2.1 内存结构

Buffer Pool 主要分为 3 个部分: Buffer Pool、Change Buffer、Adaptive HashIndex,另外还有一个(redo)log buffer。

1 、Buffer Pool

Buffer Pool 缓存的是页面信息,包括数据页、索引页。其中Buffer Pool 默认大小是 128M(134217728 字节),可以调整。
查看服务器状态,里面有很多跟 Buffer Pool 相关的信息:
SHOW STATUS LIKE '%innodb_buffer_pool%';

这些状态都可以在官网查到详细的含义,用搜索功能。
https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/server-status-variables.html

查看参数(系统变量):

SHOW VARIABLES like '%innodb_buffer_pool%';

这些状态都可以在官网查到详细的含义,用搜索功能。
https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/server-system-variables.html

内存的缓冲池写满了怎么办?(Redis 设置的内存满了怎么办?)InnoDB 用 LRU算法来管理缓冲池(链表实现,不是传统的 LRU,
分成了 young 和 old),经过淘汰的数据就是热点数据。
内存缓冲区对于提升读写性能有很大的作用。思考一个问题:
当需要更新一个数据页时,如果数据页在 Buffer Pool 中存在,那么就直接更新好了。否则的话就需要从磁盘加载到内存,
再对内存的数据页进行操作。也就是说,如果没有命中缓冲池,至少要产生一次磁盘 IO。

2、Change Buffer 写缓冲

如果这个数据页不是唯一索引,不存在数据重复的情况,也就不需要从磁盘加载索引页判断数据是不是重复(唯一性检查)。
这种情况下可以先把修改记录在内存的缓冲池中,从而提升更新语句(Insert、Delete、Update)的执行速度。
这一块区域就是 Change Buffer。5.5 之前叫 Insert Buffer 插入缓冲,现在也能支持 delete 和 update。
最后把 Change Buffer 记录到数据页的操作叫做 merge。
什么时候发生 merge?
有几种情况:在访问这个数据页的时候,或者通过后台线程、或者数据库 shut down、redo log 写满时触发。
如果数据库大部分索引都是非唯一索引,并且业务是写多读少,不会在写数据后立刻读取,就可以使用 Change Buffer(写缓冲)。
写多读少的业务,调大这个值:
SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_change_buffer_max_size';

代表 Change Buffer 占 Buffer Pool 的比例,默认 25% 。

3.Adaptive Hash Index

4.(redo)Log Buffer

思考一个问题:如果 Buffer Pool 里面的脏页还没有刷入磁盘时,数据库宕机或者重启,这些数据丢失。如果写操作写到一半,
甚至可能会破坏数据文件导致数据库不可用。为了避免这个问题,InnoDB 把所有对页面的修改操作专门写入一个日志文件,并且
在数据库启动时从这个文件进行恢复操作(实现 crash-safe)——用它来实现事务的持久性。

这个文件就是磁盘的 redo log(叫做重做日志),对应于/var/lib/mysql/目录下的ib_logfile0 和 ib_logfile1,每个 48M。
这 种 日 志 和 磁 盘 配 合 的 整 个 过 程 , 其 实 就 是 MySQL 里 的 WAL 技 术(Write-Ahead Logging),
它的关键点就是先写日志,再写磁盘。
show variables like 'innodb_log%';
含义
innodb_log_file_size 指定每个文件的大小,默认 48M
innodb_log_files_in_group 指定文件的数量,默认为 2
innodb_log_group_home_dir 指定文件所在路径,相对或绝对。如果不指定,则为datadir 路径。

QA:同样是写磁盘,为什么不直接写到 db file 里面去?为什么先写日志再写磁盘?

先来了解一下随机 I/O 和顺序 I/O 的概念
磁盘的最小组成单元是扇区,通常是 512 个字节。
操作系统和内存打交道,最小的单位是页 Page。
操作系统和磁盘打交道,读写磁盘,最小的单位是块 Block。

如果我们所需要的数据是随机分散在不同页的不同扇区中,那么找到相应的数据需要等到磁臂旋转到指定的页,
然后盘片寻找到对应的扇区,才能找到我们所需要的一块数据,一次进行此过程直到找完所有数据,这个就是随机 IO,
读取数据速度较慢。假设我们已经找到了第一块数据,并且其他所需的数据就在这一块数据后边,那么就不需要重新寻址,
可以依次拿到我们所需的数据,这个就叫顺序 IO。
刷盘是随机 I/O,而记录日志是顺序 I/O,顺序 I/O 效率更高。因此先把修改写入日志,可以延迟刷盘时机,进而提升系统吞吐。
当然 redo log 也不是每一次都直接写入磁盘,在 Buffer Pool 里面有一块内存区域(Log Buffer)专门用来保存即将要写入
日志文件的数据,默认 16M,它一样可以节省磁盘 IO。

SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_log_buffer_size';
需要注意:redo log 的内容主要是用于崩溃恢复。磁盘的数据文件,数据来自 buffer pool。redo log 写入磁盘,不是写入数据文件。

QA:那么,Log Buffer 什么时候写入 log file?

在我们写入数据到磁盘的时候,操作系统本身是有缓存的。flush 就是把操作系统缓冲区写入到磁盘。
log buffer 写入磁盘的时机,由一个参数控制,默认是 1。
SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_flush_log_at_trx_commit';
-- 官网 https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-parameters.html#sysvar_innodb_flush_log_at_trx_commit
含义
0 (延迟写)log buffer 将每秒一次地写入 log file 中,并且 log file 的 flush 操作同时进行。该模式下,在事务提交的时候,不会主动触发写入磁盘的操作。
1 (默认,实时写,实时刷)每次事务提交时 MySQL 都会把 log buffer 的数据写入 log file,并且刷到磁盘中去。
2 (实时写,延迟刷)每次事务提交时 MySQL 都会把 log buffer 的数据写入 log file。但是 flush 操作并不会同时进行。该模式下,MySQL 会每秒执行一次 flush 操作。

QA:redo log,它又分成内存和磁盘两部分。redo log 有什么特点?

1、redo log 是 InnoDB 存储引擎实现的,并不是所有存储引擎都有。
2、不是记录数据页更新之后的状态,而是记录这个页做了什么改动,属于物理日志。
3、redo log 的大小是固定的,前面的内容会被覆盖。

check point 是当前要覆盖的位置。如果 write pos 跟 check point 重叠,说明 redo log 已经写满,这时候需要同步 redo log 到磁盘中。
这是 MySQL 的内存结构,总结一下,分为:
Buffer pool、change buffer、Adaptive Hash Index、 log buffer。
磁盘结构里面主要是各种各样的表空间,叫做 Table space。

2.磁盘结构

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转载自www.cnblogs.com/snail-gao/p/12202692.html