Mysql的數據是如何組織的呢？
當然是page，也就是說mysql以頁為單位進行內外存交換。

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，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：比頁內最大主鍵還大
最小虛記錄：比頁內最小主鍵還小
(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)

記錄堆
行記錄存儲區，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
(重復利用空間)

未分配空間
頁面未使用的存儲空間；

Slot區

頁尾
頁面最后部分，占8個字節，主要存儲頁面的校驗信息；

頁內記錄維護

1、順序保證

物理有序(利于查詢，不利于插入刪除)

2. 邏輯有序(插入刪除性能高，查詢效率低) 默認

所以mysql是像下圖所示這樣子有序的組織數據的。

2、插入策略

自由空間鏈表（優先利用自由空間鏈表）

未使用空間

3、頁內查詢

遍歷

二分查找(數據不一樣大，不能用二分)

利用槽位做二分，實現近似的二分查找，近似于跳表

二、 MySQL InnoDB存儲引擎內存管理

預分配內存空間

內存池

數據以頁為單位加載 （減少io訪問次數）

內存頁面管理

頁面映射（記錄哪塊磁盤上的數據加載到哪塊內存上了）

頁面數據管理

數據內外存交換

數據淘汰

內存頁耗盡

需要加載新數據

頁面管理
空閑頁
數據頁
臟頁（需刷回磁盤）

頁面淘汰
LRU(淘汰冷數據)

某時刻狀態->訪問P2->訪問新頁P7

全表掃描對內存的影響？
可能會把內存中的熱數據淘汰掉（比如說對一個幾乎沒有訪問量的表進行全表掃描）

所以mysql不是單純的利用LRU算法

解決問題：如何避免熱數據被淘汰？

解決方案：
訪問時間 + 頻率(redis)
兩個LRU表

Mysql的解決方案

MySQL內存管理—LRU

頁面裝載

磁盤數據到內存

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：移動時機是什么？
innodb_old_blocks_time
old區存活時間，大于此值，有機會進入new區

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

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

當前freed_page_clock - 上次移動到Header時freed_page_clock>LRU_new長度1/4

三、MySQL事務實現原理

MySQL事務基本概念

1、事務特性
A（Atomicity原子性）：全部成功或全部失敗
I（Isolation隔離性）：并行事務之間互不干擾
D（Durability持久性）：事務提交后，永久生效
C（Consistency一致性）：通過AID保證

2、并發問題
臟讀(Drity Read)：讀取到未提交的數據
不可重復讀(Non-repeatable read)：兩次讀取結果不同
幻讀(Phantom Read)：select 操作得到的結果所表征的數據狀態無法支撐后續的業務操作

3、隔離級別
Read Uncommitted（未提交讀）：最低隔離級別，會讀取到其他事務未提交的數據。臟讀；
Read Committed（提交讀）：事務過程中可以讀取到其他事務已提交的數據。不可重復讀；
Repeatable Read（可重復讀）：每次讀取相同結果集，不管其他事務是否提交，幻讀；（兩次當前讀不會產生幻讀）
Serializable（串行化）：事務排隊，隔離級別最高，性能最差；

MySQL事務實現原理（事務管理機制）

1、MVCC 多版本并發控制
解決讀-寫沖突
如何工作：隱藏列

–當前讀（讀在存儲引擎中存儲的那個數據）

RR級別下

2、undo log

回滾日志
保證事務原子性
實現數據多版本
delete undo log：用于回滾，提交即清理；
update undo log：用于回滾，同時實現快照讀，不能隨便刪除

思考：undolog如何清理？
依據系統活躍的最小活躍事務ID Read view
為什么InnoDB count（*）這么慢？
因為

3、redo log

l實現事務持久性

寫入流程
l 記錄頁的修改，狀態為prepare
l 事務提交，講事務記錄為commit狀態

意義
體積小，記錄頁的修改，比寫入頁代價低
末尾追加，隨機寫變順序寫，發生改變的頁不固定

四、MySQL鎖實現原理

所有當前讀加排他鎖，都有哪些是當前讀？
SELECT FOR UPDATE
UPDATE
DELETE

唯一索引/非唯一索引 * RC/RR
4種情況逐一分析

會出現幻讀問題，不可重復讀了

死鎖在庫表中有記錄，通過kill 那個鎖刪除

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Mysql存储引擎原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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