MySQL学习（20）：InnoDB引擎逻辑架构、物理架构
1.InnoDB逻辑结构
（1）表空间(在磁盘中是后缀为ibd的文件)：一个mysql实例可以对应多个表空间，用于存储记录、索引等数据。
（2）段：分为数据段、索引段、回滚段。数据段就是B+树的叶子节点，索引段即为B+树的非叶子节点。段用来管理多个区。
（3）区：表空间的单元结构，每个区的大小为1M。默认情况下，InnoDB存储引擎页大小为16K，即一个区中一共有64个连续的页。
（4）页：是InnoDB存储引擎磁盘管理的最小单元，每个页的大小默认为16KB。为了保证页的连续性，InnoDB存储引擎每次从磁盘申请 4-5 个区。
（5）行：InnoDB 存储引擎数据是按行进行存放的。
Trx_id：每次对某条记录进行改动时，都会把对应的事务id赋值给trxid隐藏列。
Roll pointer：每次对某条引记录进行改动时，都会把旧的版本写入到undo日志中。Roll pointer列相当于一个指针，可通过它找到该记录修改前的信息。
2.InnoDB内存结构
2.1Buffer Pool（缓冲池）
缓冲池是主内存中的一个区域，里面可以缓存磁盘上经常操作的真实数据，在执行增删改查操作时，先操作缓冲池中的数据(若缓冲池没有数据，则从磁盘加载并缓存)，然后再以一定频率刷新到磁盘，从而减少碰盘IO，加快处理速度。
缓冲池以Page页为单位，底层采用链表数据结构管理Page。根据状态，将Page分为三种类型:
（1）free page：空闲page，未被使用。
（2）clean page：被使用page，数据没有被修改过。
（3）dirty page：脏页，被使用page，数据被修改过，且其数据与磁盘数据产生了不一致。
2.2Change Buffer（更改缓冲区）
*更改缓冲区是针对于非唯一二级索引页的
在执行DML语句时，如果这些数据Page没有在Buffer Pool中，系统不会直接操作磁盘，而会将数据变更存在Change Buffer中，在未来数据被读取时，再将数据合并恢复到Buffer Pool中，再将合并后的数据刷新到磁盘中。
2.3Adaptive Hash Index（自适应hash索引）
InnoDB引擎虽然默认不支持hash索引，但InnoDB存储引擎如果观察到hash索引可以提升速度，则会自动建立hash索引，这称之为自适应hash索引。（hash索引在等值查询上比B+tree索引更快）
*自适应哈希索引无需人工干预，是系统根据情况自动完成
*参数:adaptive_hash_index
2.4Log Buffer（日志缓冲区）
日志缓冲区用来保存要写入到磁盘中的log日志数据(redo log、undo log)，默认大小为 16MB，日志缓冲区的日志会定期刷新到磁盘中。如果需要更新、插入或删除许多行的事务，增加日志缓冲区的大小可以节省磁盘IO。
*参数:
（1）innodb_log_buffer_size：缓冲区大小
（2）innodb_flush_log_at_trx_commit：日志刷新到磁盘时机
innodb_flush_log_at_trx_commit默认为1。
1：日志在每次事务提交时写入并刷新到磁盘
0：每秒将日志写入并刷新到磁盘一次。
2：日志在每次事务提交后写入，并每秒刷新到磁盘一次。
3.磁盘结构
（1）System Tablespace（系统表空间）：更改缓冲区的存储区域。
参数:innodb_file_per_table
（2）File-Per-Table Tablespaces（文件表空间）：每个表的文件表空间。
参数:innodb_file_per_table
（3）General Tablespaces（通用表空间）：通过 CREATE TABLESPACE 语法创建通用表空间，在创建表时可以指定使用该表空间。
（4）Undo Tablespaces（撤销表空间）：存储undo log日志
（5）Temporary Tablespaces（临时表空间）：存储用户创建的临时表等数据。
（6）Doublewrite Buffer Files（双写缓冲区）：innoDB引擎将数据页从Buffer Pool刷新到磁盘前，先将数据页写入双写缓冲区文件中，便于系统异常时恢复数据。
（7）Redo Log（重做日志）：该日志文件由两部分组成：重做日志缓冲(redo log buffer)以及重做日志文件(redo log)，前者是在内存中，后者在磁盘中。
当事务提交之后，会把所有修改信息都会存到该日志中，用于在刷新脏页到磁盘，发生错误时，进行数据恢复。
4.后台线程
（1）Master Thread（核心后台线程）
负责调度其他线程，还负责将缓冲池中的数据异步刷新到磁盘中，保持数据的一致性还包括脏页的刷新、合并插入缓存、undo页的回收。
（2）IO Thread
在InnoDB存储引擎中，大量使用了AIO来处理IO请求，这样可以极大地提高数据库的性能。而IO Thread主要负责这些IO请求的回调。
（3）Purge Thread
主要用于回收事务已经提交了的undo log，在事务提交之后，undolog可能不用了，就用它来回收。
（4）Page Cleaner Thread
协助 Master Thread 刷新脏页到磁盘的线程，它可以减轻 Master Thread 的工作压力，减少阻塞