MySQL 内存世界：揭秘数据库管理的神秘力量

后端

2023-09-19 00:33:39

MySQL 结构划分

在讨论 MySQL 的内存管理之前，我们首先要了解 MySQL 的结构划分。MySQL 可以分为两部分：

服务器层： 负责与客户端进行通信，解析 SQL 语句，并将其转化为执行计划。
存储引擎层： 负责数据的存储和检索。

在 MySQL 中，内存主要由服务器层和存储引擎层共同管理。

InnoDB-Buffer Pool 结构组成

InnoDB 是 MySQL 中默认的存储引擎，也是使用最广泛的存储引擎。InnoDB 使用 Buffer Pool 来缓存数据和索引。Buffer Pool 由多块内存页组成，每块内存页的大小为 16KB。

Buffer Pool 的结构如下图所示：

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|                   Buffer Pool                   |
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|     |  Free Pages  |     |   Dirty Pages  |     |
|     +--------------+     +--------------+     |
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|     +--------------+     +--------------+     |
|     |  Modified    |     |   Unmodified  |     |
|     +--------------+     +--------------+     |
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Free Pages： 这是空闲的内存页，还没有被数据或索引占用。
Dirty Pages： 这是已经修改过的数据或索引的内存页，但还没有被写入磁盘。
Modified Pages： 这是已经被修改过的数据或索引的内存页，并且已经标记为需要写入磁盘。
Unmodified Pages： 这是没有被修改过的数据或索引的内存页。

InnoDB 是如何管理 Buffer Pool 里面的内存

InnoDB 使用 Least Recently Used (LRU) 算法来管理 Buffer Pool 里面的内存。LRU 算法会跟踪每个内存页的最后一次访问时间，并将最近最少访问的内存页标记为 Free Pages。

当 InnoDB 需要将新的数据或索引加载到内存中时，它会首先尝试找到 Free Pages。如果找不到 Free Pages，它会将最近最少访问的内存页标记为 Dirty Pages，然后将新的数据或索引加载到该内存页中。

当 InnoDB 需要将 Dirty Pages 写入磁盘时，它会首先将 Dirty Pages 标记为 Modified Pages。然后，InnoDB 会将 Modified Pages 按照一定的顺序写入磁盘。

InnoDB 还使用一种称为脏页清理 (Dirty Page Cleanup) 的机制来管理 Buffer Pool 里面的内存。脏页清理会定期扫描 Buffer Pool，并将 Modified Pages 写入磁盘。这可以防止 Buffer Pool 被过多的 Dirty Pages 占用，从而提高 MySQL 的性能。