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InnoDB引擎有几个重点个性，为其带来了更好的性能和可靠性：

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

明天咱们的主题就是 插入缓冲（Insert Buffer）,因为InnoDB引擎底层数据存储结构式B+树，而对于索引咱们又有汇集索引和非汇集索引。

在进行数据插入时必然会引起索引的变动，汇集索引不用说，个别都是递增有序的。而非汇集索引就不肯定是什么数据了，其离散性导致了在插入时构造的一直变动，从而导致插入性能升高。

所以为了解决非汇集索引插入性能的问题，InnoDB引擎 发明了Insert Buffer。

Insert Buffer 的存储

看到上图，可能大家会认为Insert Buffer 就是InnoDB 缓冲池的一个组成部分。

重点：其实对也不对，InnoDB 缓冲池的确蕴含了Insert Buffer的信息，但Insert Buffer 其实和数据页一样，也是物理存在的（以B+树的模式存在共享表空间中）。

Insert Buffer 的作用

先说几个点：

  • 一张表只能有一个主键索引，那是因为其物理存储是一个B+树。（别忘了汇集索引叶子节点存储的数据，而数据只有一份）
  • 非汇集索引叶子节点存的是汇集索引的主键

汇集索引的插入

首先咱们晓得在InnoDB存储引擎中，主键是行惟一的标识符（也就是咱们常叨叨的汇集索引）。咱们平时插入数据个别都是依照主键递增插入，因而汇集索引都是程序的，不须要磁盘的随机读取。

比方表：

CREATE TABLE test(    id INT AUTO_INCREMENT,    name VARCHAR(30),    PRIMARY KEY(id));

如上我创立了一个主键 id,它有以下的个性：

  • Id列是自增长的
  • Id列插入NULL值时，因为AUTO_INCREMENT的起因，其值会递增
  • 同时数据页中的行记录按id的值进行程序寄存

个别状况下因为汇集索引的有序性，不须要随机读取页中的数据，因为此类的程序插入速度是十分快的。

但如果你把列 Id 插入UUID这种数据，那你插入就是和非汇集索引一样都是随机的了。会导致你的B+ tree构造不停地变动，那性能必然会受到影响。

非汇集索引的插入

很多时候咱们的表还会有很多非汇集索引，比方我依照b字段查问，且b字段不是惟一的。如下表：

CREATE TABLE test(    id INT AUTO_INCREMENT,    name VARCHAR(30),    PRIMARY KEY(id),    KEY(name));

这里我创立了一个x表，它有以下特点：

  • 有一个汇集索引 id
  • 有一个不惟一的非汇集索引 name
  • 在插入数据时数据页是依照主键id进行程序寄存
  • 辅助索引 name的数据插入不是程序的

非汇集索引也是一颗B+树，只是叶子节点存的是汇集索引的主键和name 的值。

因为不能保障name列的数据是程序的，所以非汇集索引这棵树的插入必然也不是程序的了。

当然如果name列插入的是工夫类型数据，那其非汇集索引的插入也是程序的。

Insert Buffer 的到来

能够看出非汇集索引插入的离散性导致了插入性能的降落，因而InnoDB引擎设计了 Insert Buffer来进步插入性能 。

我来看看应用Insert Buffer 是怎么插入的：

首先对于非汇集索引的插入或更新操作，不是每一次直接插入到索引页中，而是先判断插入的非汇集索引页是否在缓冲池中。

若在，则直接插入；若不在，则先放入到一个Insert Buffer对象中。

给内部的感觉如同是树曾经插入非汇集的索引的叶子节点，而其实是寄存在其余地位了

以肯定的频率和状况进行Insert Buffer和辅助索引页子节点的merge（合并）操作，通常会将多个插入操作一起进行merge，这就大大的晋升了非汇集索引的插入性能。

Insert Buffer的应用要求：

  • 索引是非汇集索引
  • 索引不是惟一（unique）的

只有满足下面两个必要条件时，InnoDB存储引擎才会应用Insert Buffer来进步插入性能。

那为什么必须满足下面两个条件呢？

第一点索引是非汇集索引就不用说了，人家汇集索引原本就是程序的也不须要你

第二点必须不是惟一（unique）的，因为在写入Insert Buffer时，数据库并不会去判断插入记录的唯一性。如果再去查找必定又是离散读取的状况了，这样InsertBuffer就失去了意义。

Insert Buffer信息查看

咱们能够应用命令SHOW ENGINE INNODB STATUS来查看Insert Buffer的信息：

-------------------------------------INSERT BUFFER AND ADAPTIVE HASH INDEX-------------------------------------Ibuf: size 7545, free list len 3790, seg size 11336, 8075308 inserts,7540969 merged sec, 2246304 merges...

应用命令后，咱们会看到很多信息，这里咱们只看下INSERT BUFFER 的:

  • seg size 代表以后Insert Buffer的大小 11336*16KB
  • free listlen 代表了闲暇列表的长度
  • size 代表了曾经合并记录页的数量
  • Inserts 代表了插入的记录数
  • merged recs 代表了合并的插入记录数量
  • merges 代表合并的次数，也就是理论读取页的次数

merges：merged recs大概为1∶3，代表了Insert Buffer 将对于非汇集索引页的离散IO逻辑申请大概升高了2/3

Insert Buffer的问题

说了这么多针对于Insert Buffer的益处，但目前Insert Buffer也存在一个问题：

即在写密集的状况下，插入缓冲会占用过多的缓冲池内存（innodb_buffer_pool），默认最大能够占用到1/2的缓冲池内存。

占用了过大的缓冲池必然会对其余缓冲池操作带来影响

Insert Buffer的优化

MySQL5.5之前的版本中其实都叫做Insert Buffer，之后优化为 Change Buffer 能够看做是 Insert Buffer 的升级版。

插入缓冲（ Insert Buffer）这个其实只针对 INSERT 操作做了缓冲，而Change Buffer 对INSERT、DELETE、UPDATE都进行了缓冲，所以能够统称为写缓冲，其能够分为：

  • Insert Buffer
  • Delete Buffer
  • Purgebuffer

总结：

Insert Buffer到底是个什么？

  • 其实Insert Buffer的数据结构就是一棵B+树。
  • 在MySQL 4.1之前的版本中每张表有一棵Insert Buffer B+树
  • 目前版本是全局只有一棵Insert Buffer B+树，负责对所有的表的辅助索引进行Insert Buffer
  • 这棵B+树寄存在共享表空间ibdata1中

以下几种状况下 Insert Buffer会写入真正非汇集索引，也就是所说的Merge Insert Buffer

  • 当辅助索引页被读取到缓冲池中时
  • Insert Buffer Bitmap页追踪到该辅助索引页已无可用空间时
  • Master Thread线程中每秒或每10秒会进行一次Merge Insert Buffer的操作

一句话概括下：

Insert Buffer 就是用于晋升非汇集索引页的插入性能的，其数据结构相似于数据页的一个B+树，物理存储在共享表空间ibdata1中 。