一文了解MySQL缓冲池buffer pool（作用原理淘汰策略分配刷新配置）

对于MySQL的读请求来说，InnoDB维护了一个缓冲池 buffer pool，避免每次查询数据都进行磁盘IO，有效地减少了磁盘IO，提升了性能。

作用

缓冲池存储了最近访问或经常访问的数据页和索引页，当查询操作需要读取数据时，InnoDB首先在缓冲池里查找所需的页，如果找到了（命中），则无需访问磁盘，这样可以大大减少数据访问的延迟。
todo：缓冲区还缓存了最近修改的数据，这些数据在合适的时机会被写回到磁盘上，这个过程称为刷盘flush或写入write

工作原理

当一个数据页被访问的时候，会被加载到缓冲池里。如果该页已经在缓冲池中，则直接使用；如果不在，则在磁盘读取并放入缓冲池。
InnoDB会管理和淘汰缓冲池中的页，来保证只把最热的数据放在最近的地方，以最大限度地降低磁盘访问

管理与淘汰

预读

磁盘读取数据地时候是按页读取，一次至少读一页数据，一般是4K，如果未来要读取地数据就在页中，能够省去后续地磁盘IO，提高效率。这是因为局部性原理，数据访问一般都遵循集中读写的原则，使用一些数据，大概率会使用附近的数据。
所以，缓冲池一般也是按页缓存数据，把一些可能要访问的页提前加入缓冲池，避免未来的磁盘IO操作。
这里能想到的一点就是缓存这边的预缓存策略。比如社区里返回一篇文章和下面的评论，把第一层评论的所有评论缓存一下。

那么InnoDB是用什么算法管理缓冲页的？

传统LRU

把入缓冲池的页放到LRU的头部，作为最近访问的元素，从而最晚被淘汰。
如果页已经在缓冲池里，就移动到LRU头部，没有页被淘汰；
如果页不在缓冲池里，放入LRU头部，淘汰LRU尾部页

但是这种算法用在MySQL这里就有2个问题：预读失效和缓冲池污染

预读失效

提前把页放入了缓冲池但是实际上并没有从页中读取数据
如何解决？
让预读失败的页，停留在缓冲池LRU里的时间尽可能短
让真正被读取的页，才能挪到缓冲池LRU的头部，这样可以保证真正被读取的热数据保留在缓冲池的时间尽可能长
具体方法
将LRU分为新生代和老生代两个部分，新老生代首尾相连，即，新生代后面是老生代
新页（例如被预读地页）加入缓冲池时，只加入到老生代头部
如果数据真正被读取（预读成功），才会被加入到新生代的头部
如果没有被读取，会币新生代的热数据页更早被淘汰出缓冲池
但是这样依旧解决不了缓冲池污染

缓冲池污染

当某一个SQL语句，需要批量扫描大量数据时，可能导致把缓冲池所有页都替换出去，导致大量热数据被换出，MySQL性能急剧下降
在扫描的时候，所有的数据页都会被加到新生代头部，但是只访问一次，真正的热数据被大量换出
如何解决？
使用老生代停留时间窗口的机制，假设T为老生代停留时间窗口，插入老生代头部的页，即使立刻被访问，也不会立刻被放入新生代头部。只有满足被访问并且在老生代停留时间大于T，才会被放入到新生代头部。