一. 缓冲池（Buffer Pool）
1. 缓冲池介绍
- 每次
读写数据都是通过Buffer Pool； - 当
Buffer Pool中没有用户所需要的数据时，才去硬盘中获取； - 通过
innodb_buffer_pool_size进行设置总容量，该值设置的越大越好； innodb_buffer_pool_instances 设置为
多个缓冲池；- 总容量还是
innodb_buffer_pool_size 设置多个
instance可将热点打散，提高并发性能（建议设置成CPU个数值）Buffer Pool也是以
页（page）为单位的，且大小和innodb_page_size一致；
2. Buffer Pool 性能测试
18G的测试数据,80M条记录；
- 当
Buffer Pool使用的内存超过数据库的大小 时，比如20G（库中所有数据都在内存中），此时的性能有了很大的提升； - 该图测试的是`
TPS （每秒事物数），sysbench中一个事物由18条SQL语句组成，即这里的QPS为4.5W 内存减少 10% ，性能下降 60%
3. Buffer Pool的管理
3.1 Buffer Pool 的组成
1.Free List
- Buffer Pool 刚启动时，有一个个16K的空白的页，这些页就存放（链表串联）在 Free List 中
2.LRU List
- 当读取一个数据页的时候，就从 Free List 中取出一个页，存入数据，并将该页放入到 LRU List 中
3.Flush List
- 当 LRU List 中的页 第一次 被修改了，就将该页的 指针（page number） 放入了 Flush List （只要修改过，就放入，不管修改几次）
- Flush List 中包含脏页（数据经过修改，但是未刷入磁盘的页）
- Flush list 中存放的不是一个页，而是页的指针（page number）
3.2 查看Buffer Pool的状态
- 使用命令 show engine innodb status\G 配合 pager less
mysql gcdb@localhost:(none)> show engine innodb status;
+--------+------+----------------------------------------------------------------------------------+
| Type | Name | Status |
+--------+------+----------------------------------------------------------------------------------+
| InnoDB | | |
| | | ===================================== |
| | | 2018-01-05 14:18:27 0x7fa8b4649700 INNODB MONITOR OUTPUT |
| | | ===================================== |
-- ---------------省略其他输出-----------------
| | | ---------------------- |
| | | BUFFER POOL AND MEMORY |
| | | ---------------------- |
| | | Total large memory allocated 10994319360 |
| | | Dictionary memory allocated 14685357 |
| | | Buffer pool size 655280 |
| | | Free buffers 648346 |
| | | Database pages 6904 |
| | | Old database pages 2662 |
| | | Modified db pages 0 |
| | | Pending reads 0 |
| | | Pending writes: LRU 0, flush list 0, single page 0 |
| | | Pages made young 2, not young 0 |
| | | 0.00 youngs/s, 0.00 non-youngs/s |
| | | Pages read 6663, created 241, written 988 |
| | | 0.00 reads/s, 0.00 creates/s, 0.39 writes/s |
| | | Buffer pool hit rate 1000 / 1000, young-making rate 0 / 1000 not 0 / 1000 |
| | | Pages read ahead 0.00/s, evicted without access 0.00/s, Random read ahead 0.00/s |
| | | LRU len: 6904, unzip_LRU len: 0 |
| | | I/O sum[0]:cur[0], unzip sum[0]:cur[0] |
--在输出的结果中可以定位到BUFFER POOL AND MEMORY ，以下部分显示了缓冲地的状态以及占用内存的情况:
? Total large memory allocated 10994319360
lnnoDB 所分配的内存总量为10994319360 字节。
? Dictionary memory allocated 14685357
数据字典内存区使用 14685357字节
? Buffer pool size 16384
缓冲地中页的数量，这里是 655280 个页，总共占用10G 内存( 16K*655280) 。
? Free buffers 648346
缓冲地中free 链表中空闲页的数量。
? Database pages 41
Buffer Pool中使用了多少页（LRU List）
? Old database pages 2662
最近不被访问的数据
? Modified db pages
赃页的页数
? Pending reads 0
正在读取的页的数量，这里为0 。
? Pending writes: LRU 0, flush list 0, single page 0
正在进行刷新页的数量，刷新可以分为LRU 、flush list 、single page 三种类型，这在后面的
? Pages made young 2, not young 0
0.00 youngs/s, 0.00 non-youngs/s
-- young表示old-->new的状态
? Pages read 6663, created 241, written 988
缓冲地中已经读取、创建和刷新页的次数，这里分别为6663 、241 、998 。
? 0.00 reads/s, 0.00 creates/s, 0.39 writes/s
过去一段时间内，每秒页的读取、也IJ 建和刷新的次数。注意: SHOW INNODB STATUS 输出
的是过去一段时间内的结果。
? Buffer pool hit rate 1000 / 1000
缓冲地的命中率，这是监控最为关注的一个性能指标。命中率越高，数据库的性能越好，这里为1 00% ，表示缓冲地能够缓存所有InnoDB 存储引擎表。
| | | ---------------------- |
| | | INDIVIDUAL BUFFER POOL INFO |
| | | ---------------------- |
| | | ---BUFFER POOL 0 |
| | | Buffer pool size 81910 |
| | | Free buffers 80996 |
| | | Database pages 910 |
| | | Old database pages 339 |
| | | Modified db pages 0 |
| | | Pending reads 0 |
| | | Pending writes: LRU 0, flush list 0, single page 0 |
| | | Pages made young 0, not young 0 |
| | | 0.00 youngs/s, 0.00 non-youngs/s |
| | | Pages read 865, created 45, written 104 |
| | | 0.00 reads/s, 0.00 creates/s, 0.00 writes/s |
| | | Buffer pool hit rate 1000 / 1000, young-making rate 0 / 1000 not 0 / 1000 |
| | | Pages read ahead 0.00/s, evicted without access 0.00/s, Random read ahead 0.00/s |
| | | LRU len: 910, unzip_LRU len: 0 |
| | | I/O sum[0]:cur[0], unzip sum[0]:cur[0] |
--同上
-- ---------------省略其他输出-----------------
| | | ---------------------------- |
| | | END OF INNODB MONITOR OUTPUT |
| | | ============================ |
| | | |
+--------+------+----------------------------------------------------------------------------------+
(END)- 使用元数据表 information_schema.INNODB_BUFFER_POOL_STATS
mysql gcdb@localhost:(none)> select * from information_schema.INNODB_BUFFER_POOL_STATS\G
***************************[ 1. row ]***************************
POOL_ID | 0
POOL_SIZE | 81910
FREE_BUFFERS | 80996
DATABASE_PAGES | 910
OLD_DATABASE_PAGES | 339
MODIFIED_DATABASE_PAGES | 0
PENDING_DECOMPRESS | 0
PENDING_READS | 0
PENDING_FLUSH_LRU | 0
PENDING_FLUSH_LIST | 0
PAGES_MADE_YOUNG | 0
PAGES_NOT_MADE_YOUNG | 0
PAGES_MADE_YOUNG_RATE | 0.0
PAGES_MADE_NOT_YOUNG_RATE | 0.0
NUMBER_PAGES_READ | 865
NUMBER_PAGES_CREATED | 45
NUMBER_PAGES_WRITTEN | 104
PAGES_READ_RATE | 0.0
PAGES_CREATE_RATE | 0.0
PAGES_WRITTEN_RATE | 0.0
NUMBER_PAGES_GET | 69856
HIT_RATE | 0
YOUNG_MAKE_PER_THOUSAND_GETS | 0
NOT_YOUNG_MAKE_PER_THOUSAND_GETS | 0
NUMBER_PAGES_READ_AHEAD | 768
NUMBER_READ_AHEAD_EVICTED | 0
READ_AHEAD_RATE | 0.0
READ_AHEAD_EVICTED_RATE | 0.0
LRU_IO_TOTAL | 0
LRU_IO_CURRENT | 0
UNCOMPRESS_TOTAL | 0
UNCOMPRESS_CURRENT | 0
***************************[ 2. row ]***************************
POOL_ID | 1
POOL_SIZE | 81910
FREE_BUFFERS | 80843
DATABASE_PAGES | 1063
OLD_DATABASE_PAGES | 400
MODIFIED_DATABASE_PAGES | 0
PENDING_DECOMPRESS | 0
PENDING_READS | 0
-- ---------------省略其他输出-----------------
mysql gcdb@localhost:(none)> select * from information_schema.INNODB_BUFFER_PAGE_LRU limit 1\G
***************************[ 1. row ]***************************
POOL_ID | 0
LRU_POSITION | 0
SPACE | 0 -- space id 表空间号
PAGE_NUMBER | 7 -- 对应的页号
PAGE_TYPE | SYSTEM
FLUSH_TYPE | 1
FIX_COUNT | 0
IS_HASHED | NO
NEWEST_MODIFICATION | 32993864040 -- 该页最近一次（最新）被修改的LSN值
OLDEST_MODIFICATION | 0 -- 该页在Buffer Pool中第一次被修改的LSN值，FLushList是根据该值进行排序的
-- 该值越小，表示该页应该最先被刷新
ACCESS_TIME | 2688054668
TABLE_NAME | <null>
INDEX_NAME | <null>
NUMBER_RECORDS | 0
DATA_SIZE | 0
COMPRESSED_SIZE | 0
COMPRESSED | NO
IO_FIX | IO_NONE
IS_OLD | YES
FREE_PAGE_CLOCK | 0
1 row in set
Time: 0.143s
mysql gcdb@localhost:(none)>
-----------------省略其他输出-----------------3.3 Buffer Pool 在线调整
- 从 MySQL 5.7 开始，可以在线修改 innodb_buffer_pool_size
mysql gcdb@localhost:(none)> show variables like "%innodb_buffer_pool_size%";
+-------------------------+-------------+
| Variable_name | Value |
+-------------------------+-------------+
| innodb_buffer_pool_size | 10737418240 | -- innodb_buffer_pool_size为10G
+-------------------------+-------------+
1 row in set
Time: 0.012s
mysql gcdb@localhost:(none)> set global innodb_buffer_pool_size=16*1024*1024*1024; --调整为innodb_buffer_pool_size为16G
Query OK, 0 rows affected
Time: 0.008s
mysql gcdb@localhost:(none)> show variables like "%innodb_buffer_pool_size%";
+-------------------------+-------------+
| Variable_name | Value |
+-------------------------+-------------+
| innodb_buffer_pool_size | 17179869184 | --调整为innodb_buffer_pool_size为16G
+-------------------------+-------------+
1 row in set
Time: 0.012s
mysql gcdb@localhost:(none)> show engine innodb status;
+--------+------+----------------------------------------------------------------------------------+
| Type | Name | Status |
+--------+------+----------------------------------------------------------------------------------+
| InnoDB | | |
| | | ===================================== |
| | | 2018-01-05 15:23:16 0x7fa8b4649700 INNODB MONITOR OUTPUT |
| | | ===================================== |
-- ---------------省略其他输出-----------------
| | | ---------------------- |
| | | BUFFER POOL AND MEMORY |
| | | ---------------------- |
| | | Total large memory allocated 17590910976 | --lnnoDB 所分配的内存总量为17590910976字节
| | | Dictionary memory allocated 14685357 |
| | | Buffer pool size 1048496 |
| | | Free buffers 1041477 |
| | | Database pages 7019 |
| | | Old database pages 2662 |
| | | Modified db pages 0 |
| | | Pending reads 0 |
| | | Pending writes: LRU 0, flush list 0, single page 0 |
| | | Pages made young 2, not young 0 |
| | | 0.00 youngs/s, 0.00 non-youngs/s |
| | | Pages read 6663, created 356, written 1158 |
| | | 0.00 reads/s, 0.00 creates/s, 0.00 writes/s |
| | | No buffer pool page gets since the last printout |
| | | Pages read ahead 0.00/s, evicted without access 0.00/s, Random read ahead 0.00/s |
| | | LRU len: 7019, unzip_LRU len: 0 |
| | | I/O sum[0]:cur[0], unzip sum[0]:cur[0] |
| | | ---------------------- |
| | | INDIVIDUAL BUFFER POOL INFO |
| | | ---------------------- |
| | | ---BUFFER POOL 0 |
| | | Buffer pool size 131062 | --BUFFER POOL 0 原先分配 81910页变为131062
| | | Free buffers 130152 |
| | | Database pages 910 |
| | | Old database pages 339 |
| | | Modified db pages 0 |
| | | Pending reads 0 |
| | | Pending writes: LRU 0, flush list 0, single page 0 |
| | | Pages made young 0, not young 0 |
| | | 0.00 youngs/s, 0.00 non-youngs/s |
| | | Pages read 865, created 45, written 104 |
| | | 0.00 reads/s, 0.00 creates/s, 0.00 writes/s |
| | | No buffer pool page gets since the last printout |
| | | Pages read ahead 0.00/s, evicted without access 0.00/s, Random read ahead 0.00/s |
| | | LRU len: 910, unzip_LRU len: 0 |
| | | I/O sum[0]:cur[0], unzip sum[0]:cur[0] |
| | | ---BUFFER POOL 1 |
| | | Buffer pool size 131062 |
| | | Free buffers 129999 |
| | | Database pages 1063 |
| | | Old database pages 400 |
| | | Modified db pages 0 |
| | | Pending reads 0 |
mysql gcdb@localhost:(none)> set global innodb_buffer_pool_size=8*1024*1024*1024; -- 缩小，没修改的页被丢弃，修改的需要刷回磁盘
Query OK, 0 rows affected
Time: 0.001s
mysql gcdb@localhost:(none)> show variables like "%innodb_buffer_pool_size%";
+-------------------------+------------+
| Variable_name | Value |
+-------------------------+------------+
| innodb_buffer_pool_size | 8589934592 |
+-------------------------+------------+
1 row in set
Time: 0.012s
mysql gcdb@localhost:(none)>- MySQL 5.7之前的版本，修改
innodb_buffer_pool_size，需要重启
3.4 LRU List 的管理
3.4.1使用
mid point的LRU算法- LRU是
Least Recently Used的缩写，即最近最久未使用，常用于页面置换算法，是为虚拟页式存储管理服务的。 - 当该页被第一次读取 时，将该页先放在
mid point的位置（因为无法保证一定是活跃）； - 取当被读到第二次 时，才将改页放入到
new page的首部； innodb_old_blocks_pct参数控制mid point的位置，默认是37，即 3/8 的位置
LRU 中new page和old page是在一个链表上的，想像成排队，访问多的就从mid point排到了链表的前面然后后冷的页就慢慢被挤到了old page中，如果old中的数据继续被多次访问，还是会回到new中
1 : mid --> new
2 : mid --> old --> new
3 : mid --> old --> 刷回磁盘
4 : new --> old --> 刷回磁盘
- 当Free List中没有空余的页时，就需要从
old page中最后的页（被淘汰的页）给取出，给新的查询所使用 - 如果被淘汰的页是
脏页（page number在Flush List中)，则需要先刷回磁盘后，再给新的查询使用
mysql gcdb@localhost:(none)> show variables like "%innodb_old_blocks_pct%"
+-----------------------+-------+
| Variable_name | Value |
+-----------------------+-------+
| innodb_old_blocks_pct | 37 | --调整为innodb_buffer_pool_size为8G
+-----------------------+-------+
1 row in set
Time: 0.012s- 避免扫描语句污染LRU
- 当使用 select * from tablename; 时，该语句会读取某个页很多次（即该页可能被读取了两次以上，读取一条记录，就需要读一次页 ）
- innodb_old_blocks_time
mysql gcdb@localhost:(none)> show variables like"%innodb_old_blocks_time%"
+------------------------+-------+
| Variable_name | Value |
+------------------------+-------+
| innodb_old_blocks_time | 1000 | --设置为1s
+------------------------+-------+
1 row in set
Time: 0.012s
mysql gcdb@localhost:(none)>当该页被第一次
读取时，将该页放在mid point位置，但是随后无论你读多少次 ，我在这innodb_old_blocks_time的时间内都不管（都视作只读取了一次 ），等这个时间过去了（时间到），如果该页还是被读取了，我才把这个页放到new page的首部。通常
select *扫描操作不会高于1秒，一个页很快就被扫完了。
4. Buffer Pool 的预热
Buffer Pool预热
在MySQL启动后（MySQL5.6之前），Buffer Pool中页的数据是空的，需要大量的时间才能把磁盘中的页读入到内存中，导致启动后的一段时间性能很差。
使用该方法预热，
强制扫描，将数据刷入buffer pool，但是不能真正将热点数据放入buffer pool ;select count(1) from table force index(PRIMARY) ;select count(1) from table FORCE index(index name);在 MySQL 5.6 以后，可以在
停机的时候dump出buffer pool的数据（space，page number），然后在启动的时候Load进buffer pool，该功能可以让MySQL启动时自动预热，无需人工干预。
mysql gcdb@localhost:(none)> show variables like "%innodb_buffer_pool%";
+-------------------------------------+----------------+
| Variable_name | Value |
+-------------------------------------+----------------+
| innodb_buffer_pool_chunk_size | 134217728 |
| innodb_buffer_pool_dump_at_shutdown | ON | -- 在停机时dump出buffer pool中的（space,page）
| innodb_buffer_pool_dump_now | OFF | -- set 一下，表示现在就从buffer pool中dump
| innodb_buffer_pool_dump_pct | 25 | -- dump的百分比，是每个buffer pool文件，而不是整体
| innodb_buffer_pool_filename | ib_buffer_pool | -- dump出的文件的名字
| innodb_buffer_pool_instances | 8 |
| innodb_buffer_pool_load_abort | OFF |
| innodb_buffer_pool_load_at_startup | ON | -- 启动时加载dump的文件，恢复到buffer pool中
| innodb_buffer_pool_load_now | OFF | -- set一下，表示现在加载 dump的文件
| innodb_buffer_pool_size | 8589934592 |
+-------------------------------------+----------------+
10 rows in set
Time: 0.013s
mysql gcdb@localhost:(none)>[root@localhost-m(252) /r2/mysqldata]# head ib_buffer_pool --dump出来的文件
2,7560
2,7557
2,7552
2,7100
2,7096
2,7092
2,7090
2,7084
2,7082
2,7077
[root@localhost-m(252) /r2/mysqldata]#1.dump的越多，启动的越慢
2.频繁的手工dump（ set innodb_buffer_pool_dump_now = 1 ），会导致Buffer Pool中的数据越来越少，是因为设置了 innodb_buffer_pool_dump_pct
3.如果做了高可用，可以定期dump，然后将该dump的文件传送到slave上，然后直接load（ set innodb_buffer_pool_load_now = 1 ）``（slave上的（Space，Page）和Master上的 大致相同 ）
- load
now和 dumpnow都是异步在后台加载的，返回的速度很
--
--mysql 启动
--
sehll> cat error.log
## ---------------省略其他输出-----------------
2017-11-24T10:45:22.008199+08:00 0 [Note] InnoDB: Loading buffer pool(s) from /r2/mysqldata/ib_buffer_pool
## ---------------省略其他输出-----------------
2017-11-24T10:45:25.716362+08:00 0 [Note] InnoDB: Buffer pool(s) load completed at 171124 10:45:25 --速度还是很快的
--
--mysql 停机
--
shell> cat error.log
## ---------------省略其他输出-----------------
2017-12-29T10:31:47.844235+08:00 0 [Note] InnoDB: Dumping buffer pool(s) to /r2/mysqldata/ib_buffer_pool --dump buffer
2017-12-29T10:31:47.844597+08:00 0 [Note] InnoDB: Buffer pool(s) dump completed at 171229 10:31:47
## ---------------省略其他输出------------------ 查看当前buffer pool中的数据的条数
[root@localhost-m(252) /r2/mysqldata]# wc -l ib_buffer_pool
129 ib_buffer_poolmysql gcdb@localhost:(none)> set global innodb_buffer_pool_dump_now=1;
Query OK, 0 rows affected
Time: 0.001s
mysql gcdb@localhost:(none)> show status like 'Innodb_buffer_pool_dump_status';
+--------------------------------+--------------------------------------------------+
| Variable_name | Value |
+--------------------------------+--------------------------------------------------+
| Innodb_buffer_pool_dump_status | Buffer pool(s) dump completed at 180105 17:49:54 |
+--------------------------------+--------------------------------------------------+
1 row in set
Time: 0.011s
mysql gcdb@localhost:(none)>
-- 已经完成
[root@localhost-m(252) /r2/mysqldata]# wc -l ib_buffer_pool
1751 ib_buffer_pool --变为1751条innodb_buffer_pool_dump_pct
该百分比（N<100）不是你当前
buffer pool的总的数据（总页数）的N%，而是你每个buffer pool实例中最近使用的页的N%
if there are 4 buffer pools with 100 pages each, and innodb_buffer_pool_dump_pct is set to 25, the 25 most recently used pages from each buffer pool are dumped
