InnoDB Insert Buffer（插入緩沖）

每個存儲存儲引擎自身都有自己的特性（決定性能以及更高可靠性），而InnoDB的關鍵特性有：

• 插入緩沖（Insert Buffer）--》Change Buffer
• 兩次寫（Double Write）
• 自適應哈希索引（Adaptive Hash Page）
• 異步IO（Async IO）
• 刷新鄰接頁（Flush Neighbor Page）

今天主要聊一下插入緩沖（Insert Buffer）在InnoDB存儲引擎中的作用。

Insert Buffer其實是一種重要的數據變更日誌，在MySQL5.1 之前稱為Insert Buffer， 優化2級非唯一索引上插入操作的讀IO，在MySQL5.5之後改名為Change Buffer， 功能也擴展為2級非唯一索引上的插入、刪除、更新、purge的讀IO優化。也就是說Change buffer的主要目的是將對二級索引的數據操作緩存下來，以此減少二級索引的隨機IO，並達到操作合並的效果。值得提的一點是，Change Buffer也是物理頁的組成部分。

struct ibuf_struct{
　　ulint size;  //當前ibuf btree 頁面數
　　ulint max_size;  //ibuf最大頁面數
　　ulint seg_size;  //所屬段的頁面數
 

　　ibool empty;  //是否為空
　　ulint free_list_len;  //空閑鏈表長度
　　ulint height;  //樹高度
　　dict_index_t* index;  //ibuf索引
 
　　ulint n_merges;  //合並的頁面數
　　ulint n_merged_ops[IBUF_OP_COUNT];  //各種操作合並的頁面數
　　ulint n_discarded_ops[IBUF_OP_COUNT]; //放棄的操作涉及的頁面數
};

從上述的結構體可以得知，Ibuf實際上也是一棵B+樹索引，它與innodb中其他的b+樹有著完全一樣的結構。Ibuf樹中的記錄其實就是包含了記錄本身，還有記錄所在頁面號的信息。

　　值得註意的點是，ibuf只適用於 non-unique secondary indexes 也就是說只能用在非唯一的索引上，原因如下：

1. primary key 是按照遞增的順序進行插入的，異常插入聚族索引一般也順序的，非隨機IO

2. 寫唯一索引要檢查記錄是不是存在，所以在修改唯一索引之前,必須把修改的記錄相關的索引頁讀出來才知道是不是唯一、這樣ibuf就沒意義了，要讀出來(隨機IO)所以只對非唯一索引有意義。

ibuf可以對三種類型的操作進行緩存：INSERT、DELETE-MARK 、DELETE操作，前兩種對應用戶線程操作，第三種則由purge操作觸發。

用戶可以通過參數innodb_change_buffering來控制緩存何種操作：

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默認值為all，表示緩存所有操作。註意由於在二級索引上的更新操作總是先delete-mark，再insert新記錄，因此update會產生兩條ibuf entry。

因此delete buffer對應update操作的第一個過程，即將記錄標記為刪除。purge buffer對應update操作的第二個過程，即將記錄真正的刪除。同時InnoDB存儲引擎提供了參數innodb_change_buffering，用來開啟各種buffer選項。該參數的可選值為：inserts、deletes、purges、changes、all、none。inserts、deletes、purges就是前面討論過的三種情況。changes表示啟用inserts和deletes，all表示啟用所有，none表示都不啟用。

InnoDB Insert Buffer（插入緩沖）