MySQL LRU算法(冷热数据分离)

背景

MySQL中使用的InnoDB存储引擎采用了一种特别的最近最少使用（LRU, Least Recently Used）算法来管理其Buffer Pool中的页（包括数据页和索引页）。Buffer Pool是InnoDB用来缓存数据，以减少磁盘I/O操作的内存区域。正确地管理这个缓存对于数据库的性能至关重要，而LRU算法就是用来决定哪些页应该保留在Buffer Pool中，哪些页应该被替换出去的一种策略。

因为mysql的预读机制, 预读大量无用的数据. 可能会导致缓存失效, 降低性能…

1. 刚加载数据的缓存页都是放冷数据区域的头部的.
2. 1s过后被访问了才会放热数据区域的头部，热数据区域的缓存页被访问了，就会自动放到头部去。
3. 实际上冷数据区域放的都是加载进来的缓存页，最多在1s内被访问过，之后就再也没访问过的冷数据缓存页！
4. 而加载进来之后在1s过后还经常被访问的缓存页，都放在了热数据区域里，他们进行了冷热数据的隔离
5. 在淘汰缓存的时候，优先淘汰冷数据区域几乎不怎么被访问的缓存页.

冷热数据分离的思想设计LRU链表

设计思路

真正的LRU链表，会被拆分为两个部分，一部分是热数据，一部分是冷数据，这个冷热数据的比例是由innodb_old_blocks_pct参数控制的，他默认是37，也就是说冷数据占比37%。

• 查看配置参数

mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_old_blocks_pct';
+-----------------------+-------+
| Variable_name         | Value |
+-----------------------+-------+
| innodb_old_blocks_pct | 37    |
+-----------------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

何时数据进入热区

所以MySQL设定了一个规则，他设计了一个innodb_old_blocks_time参数，默认值1000，也就是1000毫秒

mysql>
mysql>
mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_old_blocks_time';
+------------------------+-------+
| Variable_name          | Value |
+------------------------+-------+
| innodb_old_blocks_time | 1000  |
+------------------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

必须是一个数据页被加载到缓存页之后，在1s之后，你访问这个缓存页，他才会被挪动到热数据区域的链表头部去。

因为假设你加载了一个数据页到缓存去，然后过了1s之后你还访问了这个缓存页，说明你后续很可能会经常要访问它，这个时间限制就是1s，因此只有1s后你访问了这个缓存页，他才会给你把缓存页放到热数据区域的链表头部去。

预读机制以及全表扫描加载进来的一大堆缓存页, 会首先加载到冷数据区域

淘汰数据

直接淘汰冷数据区域的尾部的缓存页，刷入磁盘.

刷入磁盘是一个异步线程操作的.
运行一个定时任务，这个定时任务每隔一段时间就会把LRU链表的冷数据区域的尾部的一些缓存页，刷入磁盘里去，清空这几个缓存页，把他们加入回free链
后台线程同时也会在MySQL不怎么繁忙的时候，找个时间把flush链表中的缓存页都刷入磁盘中，这样被你修改过的数据，迟早都会刷入磁盘的！