InnoDB Insert Buffer（插入缓冲）

InnoDB Insert Buffer（插入缓冲）

每一个存储存储引擎自身都有本身的特性（决定性能以及更高可靠性），而InnoDB的关键特性有：

• 插入缓冲（Insert Buffer）--》Change Buffer
• 两次写（Double Write）
• 自适应哈希索引（Adaptive Hash Page）
• 异步IO（Async IO）
• 刷新邻接页（Flush Neighbor Page）

今天主要聊一下插入缓冲（Insert Buffer）在InnoDB存储引擎中的做用。

Insert Buffer实际上是一种重要的数据变动日志，在MySQL5.1 以前称为Insert Buffer， 优化2级非惟一索引上插入操做的读IO，在MySQL5.5以后更名为Change Buffer， 功能也扩展为2级非惟一索引上的插入、删除、更新、purge的读IO优化。也就是说Change buffer的主要目的是将对二级索引的数据操做缓存下来，以此减小二级索引的随机IO，并达到操做合并的效果。值得提的一点是，Change Buffer也是物理页的组成部分。

Change Buffer的核心思想，当数据库须要对2级缓存进行修改时，是将这些更新缓存在内存中，在特定的条件下，统一将这些更新到相应的2级索引页上，这样作能够减小读IO的次数，而且相邻的页的读IO能够合并。之因此没法对主键和惟一索引进行优化是由于惟一性判断须要读取实际索引页面中的数据，这就和Insert Buffer 减小读 IO 的初衷背离了。在源码中的命名一直仍是用ibuf。

 

struct ibuf_struct{
　　ulint size;  //当前ibuf btree 页面数
　　ulint max_size;  //ibuf最大页面数
　　ulint seg_size;  //所属段的页面数
　　ibool empty;  //是否为空
　　ulint free_list_len;  //空闲链表长度
　　ulint height;  //树高度
　　dict_index_t* index;  //ibuf索引
 
　　ulint n_merges;  //合并的页面数
　　ulint n_merged_ops[IBUF_OP_COUNT];  //各类操做合并的页面数
　　ulint n_discarded_ops[IBUF_OP_COUNT]; //放弃的操做涉及的页面数
};

从上述的结构体能够得知，Ibuf实际上也是一棵B+树索引，它与innodb中其余的b+树有着彻底同样的结构。Ibuf树中的记录其实就是包含了记录自己，还有记录所在页面号的信息。

　　值得注意的点是，ibuf只适用于 non-unique secondary indexes 也就是说只能用在非惟一的索引上，缘由以下：

1. primary key 是按照递增的顺序进行插入的，异常插入聚族索引通常也顺序的，非随机IO

2. 写惟一索引要检查记录是否是存在，因此在修改惟一索引以前,必须把修改的记录相关的索引页读出来才知道是否是惟1、这样ibuf就没意义了，要读出来(随机IO)因此只对非惟一索引有意义。

 

ibuf能够对三种类型的操做进行缓存：INSERT、DELETE-MARK 、DELETE操做，前两种对应用户线程操做，第三种则由purge操做触发。

用户能够经过参数innodb_change_buffering来控制缓存何种操做：

static const char* innobase_change_buffering_values[IBUF_USE_COUNT] = {
        "none",         /* IBUF_USE_NONE */
        "inserts",      /* IBUF_USE_INSERT */
        "deletes",      /* IBUF_USE_DELETE_MARK */
        "changes",      /* IBUF_USE_INSERT_DELETE_MARK */
        "purges",       /* IBUF_USE_DELETE */
        "all"           /* IBUF_USE_ALL */
};

ibuf默认值为all，表示缓存全部操做。注意因为在二级索引上的更新操做老是先delete-mark，再insert新记录，所以update会产生两条ibuf entry。

所以delete buffer对应update操做的第一个过程，即将记录标记为删除。purge buffer对应update操做的第二个过程，即将记录真正的删除。同时InnoDB存储引擎提供了参数innodb_change_buffering，用来开启各类buffer选项。该参数的可选值为：inserts、deletes、purges、changes、all、none。inserts、deletes、purges就是前面讨论过的三种状况。changes表示启用inserts和deletes，all表示启用全部，none表示都不启用。