面試官：說說MySQL存儲引擎原理，幸好我準(zhǔn)備過

MySQL的數(shù)據(jù)是如何組織的呢？當(dāng)然是 page，也就是說MySQL以頁為單位進(jìn)行內(nèi)外存交換。

一、 MySQL記錄存儲（頁為單位）

頁頭

記錄頁面的控制信息，共占56字節(jié)，包括頁的左右兄弟頁面指針、頁面空間使用情況等。

虛記錄

最大虛記錄：比頁內(nèi)最大主鍵還大 最小虛記錄：比頁內(nèi)最小主鍵還小 (作用：比如說我們要查看一個記錄是否在這個頁面里，就要看這個記錄是否在最大最小虛記錄范圍內(nèi))

記錄堆

行記錄存儲區(qū)，分為有效記錄和已刪除記錄兩種

自由空間鏈表

已刪除記錄組成的鏈表 (重復(fù)利用空間)

未分配空間

頁面未使用的存儲空間；

Slot區(qū)

頁尾 頁面最后部分，占8個字節(jié)，主要存儲頁面的校驗信息；

頁內(nèi)記錄維護(hù)

「順序保證」

物理有序(利于查詢，不利于插入刪除)

「邏輯有序(插入刪除性能高，查詢效率低)」 默認(rèn)

所以MySQL是像下圖所示這樣子有序的組織數(shù)據(jù)的。

「2、插入策略」

「自由空間鏈表」（優(yōu)先利用自由空間鏈表）

「未使用空間」

「3、頁內(nèi)查詢」

「遍歷」

「二分查找(數(shù)據(jù)不一樣大，不能用二分)」

利用槽位做二分，實現(xiàn)近似的二分查找，近似于跳表 。

二、 MySQL InnoDB存儲引擎內(nèi)存管理

預(yù)分配內(nèi)存空間

內(nèi)存池

數(shù)據(jù)以頁為單位加載 （減少io訪問次數(shù)）

內(nèi)存頁面管理

• 頁面映射（記錄哪塊磁盤上的數(shù)據(jù)加載到哪塊內(nèi)存上了）

• 頁面數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)內(nèi)外存交換

數(shù)據(jù)淘汰

• 內(nèi)存頁耗盡

• 需要加載新數(shù)據(jù)

頁面管理

• 空閑頁

• 數(shù)據(jù)頁

• 臟頁（需刷回磁盤）

頁面淘汰

LRU(淘汰冷數(shù)據(jù))

某時刻狀態(tài)->訪問P2->訪問新頁P(yáng)7

全表掃描對內(nèi)存的影響？

可能會把內(nèi)存中的熱數(shù)據(jù)淘汰掉（比如說對一個幾乎沒有訪問量的表進(jìn)行全表掃描）

所以MySQL不是單純的利用LRU算法

解決問題：如何避免熱數(shù)據(jù)被淘汰？

解決方案：訪問時間 + 頻率(redis)

兩個LRU表

MySQL的解決方案

MySQL內(nèi)存管理—LRU

頁面裝載

磁盤數(shù)據(jù)到內(nèi)存

沒有空閑頁怎么辦？Free list中取 > LRU中淘汰 > LRU Flush

頁面淘汰

LRU尾部淘汰Flush LRU淘汰

LRU鏈表中將第一個臟頁刷盤并“釋放”，放到LRU尾部？直接放FreeList？

位置移動

old 到 new new 到 old

思考：移動時機(jī)是什么？innodb_old_blocks_timeold區(qū)存活時間，大于此值，有機(jī)會進(jìn)入new區(qū)

LRU_new的操作 鏈表操作效率很高，有訪問移動到表頭？Lock！！！``MySQL設(shè)計思路：減少移動次數(shù)

兩個重要參考：1、freed_page_clock：Buffer Pool淘汰頁數(shù) 2、LRU_new長度1/4

當(dāng)前freed_page_clock - 上次移動到Header時freed_page_clock>LRU_new長度1/4

三、MySQL事務(wù)實現(xiàn)原理

MySQL事務(wù)基本概念。

1、事務(wù)特性

A（Atomicity原子性）：全部成功或全部失敗

I（Isolation隔離性）：并行事務(wù)之間互不干擾

D（Durability持久性）：事務(wù)提交后，永久生效

C（Consistency一致性）：通過AID保證

2、并發(fā)問題

臟讀(Drity Read)：讀取到未提交的數(shù)據(jù)

不可重復(fù)讀(Non-repeatable read)：兩次讀取結(jié)果不同

幻讀(Phantom Read)：select 操作得到的結(jié)果所表征的數(shù)據(jù)狀態(tài)無法支撐后續(xù)的業(yè)務(wù)操作

3、隔離級別

Read Uncommitted（未提交讀）：最低隔離級別，會讀取到其他事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)。臟讀；

Read Committed（提交讀）：事務(wù)過程中可以讀取到其他事務(wù)已提交的數(shù)據(jù)。不可重復(fù)讀；

Repeatable Read（可重復(fù)讀）：每次讀取相同結(jié)果集，不管其他事務(wù)是否提交，幻讀；（兩次當(dāng)前讀不會產(chǎn)生幻讀）

Serializable（串行化）：事務(wù)排隊，隔離級別最高，性能最差；

MySQL事務(wù)實現(xiàn)原理（事務(wù)管理機(jī)制）

1、MVCC 多版本并發(fā)控制

解決讀-寫沖突 如何工作：隱藏列

–當(dāng)前讀（讀在存儲引擎中存儲的那個數(shù)據(jù)）

RR級別下

2、undo log

回滾日志 保證事務(wù)原子性 實現(xiàn)數(shù)據(jù)多版本delete undo log：用于回滾，提交即清理；update undo log：用于回滾，同時實現(xiàn)快照讀，不能隨便刪除

思考：undolog如何清理？依據(jù)系統(tǒng)活躍的最小活躍事務(wù)ID Read view 為什么InnoDB count（*）這么慢？因為你真的懂 select count(*) 嗎？

SQL 查找是否"存在"，別再 COUNT 了，很耗費(fèi)時間的

3、redo log

實現(xiàn)事務(wù)持久性

寫入流程 l 記錄頁的修改，狀態(tài)為prepare l 事務(wù)提交，講事務(wù)記錄為commit狀態(tài)

意義

體積小，記錄頁的修改，比寫入頁代價低 末尾追加，隨機(jī)寫變順序?qū)懀l(fā)生改變的頁不固定

四、MySQL鎖實現(xiàn)原理

所有當(dāng)前讀加排他鎖，都有哪些是當(dāng)前讀？SELECT FOR UPDATE``UPDATE``DELETE

唯一索引/非唯一索引 * RC/RR4種情況逐一分析

會出現(xiàn)幻讀問題，不可重復(fù)讀了

死鎖在庫表中有記錄，通過kill 那個鎖刪除。

好了，今天就分享到這里了。

冰凍三尺非一日之寒！

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