三種page、三種list、LRU控制調優

一、innodb buffer pool中的三種頁

1、free page：從未用過的頁

2、clean page：幹凈的頁，數據頁的數據和磁盤一致

3、dirty page：臟頁

SQL執行需求：

　　1、找free頁

　　2、刷新臟頁

　　　　1、這個頁不是熱的數據頁(刷冷頁)

　　　　2、這個頁最早修改時間(刷修改時間比較早的頁，有可能是熱頁)，方便日誌文件的覆蓋

　　3、覆蓋冷的clean頁

為了實現上述需求，innodb用到鏈表技術(每種鏈表一種作用，鏈的存在意義是為了遍歷)。

二、innodb buffer pool中的三種鏈

1、free list：將free數據頁使用鏈表鏈起來

　　數據庫剛啟動的時候，lru列表為空，此時需要用到的時候直接將free列表中的頁刪除，在lru列表中增加相應的頁，維持頁數守恒。

2、lru list：根據冷熱將clean、dirty鏈起來

　　least recent used(最近最少使用)

　　1、“中點插入策略”

　　2、回寫盡量回寫冷的臟塊

　　3、覆蓋盡量覆蓋冷的臟塊

LRU標準算法：

　　1）3/8的list信息是作為old list，這些信息是被驅逐的對象。

　　2）list的中點就是我們所謂的old list頭部和new list尾部的連接點，相當於一個界限。

　　3）新數據的讀入首先會插入到old list的頭部。

　　4）如果是old list的數據被訪問到了，這個頁信息就會變成new list，變成young page，就會將數據頁信息移動到new sublist的頭部。

　　5）在數據庫的buffer pool裏面，不管是new sublist還是old sublist的數據如果不會被訪問到，最後都會被移動到list的尾部作為犧牲者。

3、flush list：將頁按照最早臟時間鏈起來

　　flush list中的也全都是臟頁，刷盤即將flush list中的臟頁刷新回磁盤中。

　　1、將非常舊的臟塊回寫到磁盤，按照新舊回寫數據頁；

　　2、因為是從最早臟的塊開始刷，這樣logfile裏的對應的日誌就可以被覆蓋了。

Q：為什麽需要這三種鏈 ？
A：

　　因為在innodb 緩沖池中，內存管理如下：
　　1、需要經常找 free 空閑數據塊：free list。
　　2、需要經常找冷的數據塊：lru list（最近最少使用，根據冷熱鏈起來）。
　　3、需要知道哪些數據塊是比較早臟的，flush list：我們要覆蓋舊的 logfile，就需要系統將這些 logfile 對應的臟塊，即將 flush list 鏈上的臟頁往磁盤上刷，（批量往磁盤寫的時候，不如刷臟頁）。

三、LRU冷熱區控制及調整

1、設置冷熱分界線：innodb_old_blocks_pct

2、成為熱塊的所需時間：innodb_old_blocks_time

mysql> show variables like ‘%old_blocks%‘;
+------------------------+-------+
| Variable_name          | Value |
+------------------------+-------+
| innodb_old_blocks_pct  | 37    |
| innodb_old_blocks_time | 1000  |
+------------------------+-------+
2 rows in set (0.01 sec)

　　通過 innodb_old_blocks_pct 參數值得設定分為兩部分：一是存放長時間未被訪問的數據頁，二是存放最近被訪問的數據頁。靠近 LRU 鏈表頭部的數據頁表示最近經常被訪問，靠近尾部表示數據頁長期未被訪問，這兩個部分的交匯處稱為 midpoint，即 innodb_old_blocks_pct這個點的設置。默認是37%，最小是5，最大是95；如果內存比較大的話，可以將這個數值調低，通常會調成20，也就是說20%的是冷數據塊。目的是為了保護熱區數據不被刷出內存。

　　通過innodb_old_blocks_time參數來控制成為熱數據的所需時間，默認是1000ms，也就是1s，也就是數據在1s內沒有被刷走，就調入熱區。

3、LRU冷熱數據的監控

mysql> show engine innnodb status\G
……
Pages made young 0, not young 0
0.00 youngs/s, 0.00 non-youngs/s

　　1、數據頁從冷到熱，稱為young；not young就是數據在沒有成為熱數據情況下就被刷走的量(累計值)。

　　2、non-youngs/s，這個數值如果很高，一般情況下就是系統存在嚴重的全表掃描，自然意味著很高的物理讀。

　　3、youngs/s，如果這個值相對較高，最好增加一個innodb_old_blocks_time，降低innodb_old_blocks_pct，保護熱數據。

MySQL buffer pool中的三種鏈