MySQL核心揭秘：InnoDB存储引擎高级特性

一、插入缓存

其实就是插入数据时，不进行立即的插入，即不进行立即的数据落盘，而是先将变更的操作记录到插入缓存中。

具体的：

        当对非唯一二级索引进行插入、更新或删除操作时，如果这些索引页不在内存中（即不在缓冲池内），InnoDB不会立即读取这些页到内存以更新索引，而是将这些变更暂时记录在插入缓存中。

        然后再进行合并写入：插入缓存会定期地与实际的索引页进行合并。当某个索引页被加载到内存中时（例如由于其他查询访问了该页），InnoDB会检查插入缓存中是否有针对该页的未处理变更，并一次性应用所有相关变更。这种方式减少了磁盘I/O次数，提高了效率。

这能减少随机I/O操作来提升写入性能，特别是在大量插入或更新操作时表现尤为明显

二、两次写

当数据库写物理页时，如果宕机了，那么可能会导致物理页的一致性被破坏。

可能有人会说，重做日志不是可以恢复物理页吗？实际上是的，但是要求是在物理页一致的情况下。

也就是说，如果物理页完全是未写之前的状态，则可以用重做日志恢复。如果物理页已经完全写完了，那么也可以用重做日志恢复。但是如果物理页前面2K写了新的数据，但是后面2K还是旧的数据，则种情况下就无法使用重做日志恢复了。

这里的两次写就是保证了物理页的一致性，使得即使宕机，也可以用重做日志恢复。

在写物理页时，并不是直接写到真正的物理页上去，而是先写到一个临时页上去，临时页写完后，再写物理页。这样一来：

• 如果写临时页时宕机了，物理页还是完全未写之前的状态，可以用重做日志恢复
• 如果写物理页时宕机了，则可以使用临时页来恢复物理页

InnoDB中共享表空间中划了2M的空间，叫做double write，专门存放临时页。

InnoDB还从内存中划出了2M的缓存空间，叫做double write buffer，专门缓存临时页。

每次写物理页时，先写到double write buffer中，然后从double write buffer写到double write上去。最后再从double write buffer写到物理页上去。

三、自适应hash索引

在InnoDB中默认支持的索引结构为 B+ 树，B+ 树索引可以使用到范围查找，同时是按照顺序的方式对数据进行存储，因此很容易对数据进行排序操作，在联合索引中也可以利用部分索引键进行查询 。

而对于Hash索引则只能满足 =，<>,in查询，不能使用范围查询， 而且数据的存储是没有顺序的。

MySQL 默认使用 B+ 树作为索引，因为 B+ 树有着 Hash 索引没有的优点，那么为什么还需要自
适应 Hash 索引呢？

这是因为B+树的查找次数，取决于B+树的高度，在生产环境中，B+树的高度一般为3-4层，故需要3-4次查询。而 Hash 索引在进行数据检索的时候效率非常高，通常只需要 O(1) 的复杂度，也就是一次就可以完成数据的检索。虽然 Hash 索引的使用场景有很多限制，但是优点也很明显。

InnoDB存储引擎会监控对表上各索引页的查询，如果观察到hash索引可以提升速度，则建立hash索引，称之为自适应hash索引（Adaptive Hash Index，AHI）。

四、异步IO

为了提高磁盘的操作性能，在InnoDB存储引擎中使用异步非阻塞AIO的方式来操作磁盘。

与AIO对应的是Sync IO，如果是同步IO操作，则每进行一次IO操作，需要等待此次操作结束后才可以进行接下来的操作。但是如果用户发出的是一条索引扫描的查询，那么这条SQL查询语句可能需要扫描多个索引页，也就是需要进行多次的IO操作。每扫描一个页并等待其完成之后，再进行下一次扫描，这是没有必要的

用户可以在发出一个IO请求后立即再发出另一个IO请求，当全部的IO请求发送完毕后，等待所有的IO操作完成，这就是AIO。

五、刷新临近页

InnoDB提供刷新临近页功能：

        当刷新一脏页时，同时检测所在区(extent)的所有页，如果有脏页则一并刷新，好处则是通过AIO特性合并写IO请求，缺点则是有些页不怎么脏也刚好被刷新，而且频繁的更改那些不怎么脏的页又很快变成脏页，造成频繁刷新。