面试官:说说MySQL存储引擎原理,幸好我准备过

业余草

共 2380字,需浏览 5分钟

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2021-08-27 19:08

你知道的越多,不知道的就越多,业余的像一棵小草!

你来,我们一起精进!你不来,我和你的竞争对手一起精进!

编辑:业余草

blog.csdn.net/weixin_46269257

推荐:https://www.xttblog.com/?p=5263

MySQL的数据是如何组织的呢?当然是 page,也就是说MySQL以页为单位进行内外存交换。

一、 MySQL记录存储(页为单位)

页头

记录页面的控制信息,共占56字节,包括页的左右兄弟页面指针、页面空间使用情况等。

虚记录

最大虚记录:比页内最大主键还大 最小虚记录:比页内最小主键还小 (作用:比如说我们要查看一个记录是否在这个页面里,就要看这个记录是否在最大最小虚记录范围内)

记录堆

行记录存储区,分为有效记录和已删除记录两种

自由空间链表

已删除记录组成的链表 (重复利用空间)

未分配空间

页面未使用的存储空间;

Slot区

页尾 页面最后部分,占8个字节,主要存储页面的校验信息;

页内记录维护

「顺序保证」

物理有序(利于查询,不利于插入删除)

「逻辑有序(插入删除性能高,查询效率低)」 默认

所以MySQL是像下图所示这样子有序的组织数据的。

「2、插入策略」

「自由空间链表」(优先利用自由空间链表)

「未使用空间」

「3、页内查询」

「遍历」

「二分查找(数据不一样大,不能用二分)」

利用槽位做二分,实现近似的二分查找,近似于跳表 。

二、 MySQL InnoDB存储引擎内存管理

预分配内存空间

内存池

数据以页为单位加载 (减少io访问次数)

内存页面管理

  • 页面映射(记录哪块磁盘上的数据加载到哪块内存上了)

  • 页面数据管理

数据内外存交换

数据淘汰

  • 内存页耗尽

  • 需要加载新数据

页面管理

  • 空闲页

  • 数据页

  • 脏页(需刷回磁盘)

页面淘汰

LRU(淘汰冷数据)

某时刻状态->访问P2->访问新页P7

全表扫描对内存的影响?

可能会把内存中的热数据淘汰掉(比如说对一个几乎没有访问量的表进行全表扫描)

所以MySQL不是单纯的利用LRU算法

解决问题:如何避免热数据被淘汰?

解决方案:访问时间 + 频率(redis)

两个LRU

MySQL的解决方案

MySQL内存管理—LRU

页面装载

磁盘数据到内存

没有空闲页怎么办?Free list中取 > LRU中淘汰 > LRU Flush

页面淘汰

LRU尾部淘汰Flush LRU淘汰

LRU链表中将第一个脏页刷盘并“释放”,放到LRU尾部?直接放FreeList

位置移动

old 到 new new 到 old

思考:移动时机是什么?innodb_old_blocks_timeold区存活时间,大于此值,有机会进入new区

LRU_new的操作 链表操作效率很高,有访问移动到表头?Lock!!!``MySQL设计思路:减少移动次数

两个重要参考:1、freed_page_clock:Buffer Pool淘汰页数 2、LRU_new长度1/4

当前freed_page_clock - 上次移动到Header时freed_page_clock>LRU_new长度1/4

三、MySQL事务实现原理

MySQL事务基本概念。

1、事务特性

A(Atomicity原子性):全部成功或全部失败

I(Isolation隔离性):并行事务之间互不干扰

D(Durability持久性):事务提交后,永久生效

C(Consistency一致性):通过AID保证

2、并发问题

脏读(Drity Read):读取到未提交的数据

不可重复读(Non-repeatable read):两次读取结果不同

幻读(Phantom Read):select 操作得到的结果所表征的数据状态无法支撑后续的业务操作

3、隔离级别

Read Uncommitted(未提交读):最低隔离级别,会读取到其他事务未提交的数据。脏读;

Read Committed(提交读):事务过程中可以读取到其他事务已提交的数据。不可重复读;

Repeatable Read(可重复读):每次读取相同结果集,不管其他事务是否提交,幻读;(两次当前读不会产生幻读)

Serializable(串行化):事务排队,隔离级别最高,性能最差;

MySQL事务实现原理(事务管理机制)

1、MVCC 多版本并发控制

解决读-写冲突 如何工作:隐藏列

–当前读(读在存储引擎中存储的那个数据)

RR级别下

2、undo log

回滚日志 保证事务原子性 实现数据多版本delete undo log:用于回滚,提交即清理;update undo log:用于回滚,同时实现快照读,不能随便删除

思考:undolog如何清理?依据系统活跃的最小活跃事务ID Read view 为什么InnoDB count(*)这么慢?因为你真的懂 select count(*) 吗?

SQL 查找是否"存在",别再 COUNT 了,很耗费时间的

3、redo log

实现事务持久性

写入流程 l 记录页的修改,状态为prepare l 事务提交,讲事务记录为commit状态

意义

体积小,记录页的修改,比写入页代价低 末尾追加,随机写变顺序写,发生改变的页不固定

四、MySQL锁实现原理

所有当前读加排他锁,都有哪些是当前读?SELECT FOR UPDATE``UPDATE``DELETE

唯一索引/非唯一索引 * RC/RR4种情况逐一分析

会出现幻读问题,不可重复读了

死锁在库表中有记录,通过kill 那个锁删除。

好了,今天就分享到这里了。

冰冻三尺非一日之寒!

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