1.前言
自从innodb替代了Myisam之后，越来越收到市场的环境，那么我们真的了解关于innodb存储引擎的的一些关键性特性吗？
2.关键特性
- 插入缓冲(insert buffer)
- 两次写(double write)
- 自适应哈希索引(Adaptive Hash index)
- 异步IO(Async IO)
- 刷新邻接页(Flush Neighbor page)
2.1 插入缓冲(insert buffer)
在innodb存储引擎中，主键是行唯一的标识符，通常应用程序中行记录的插入顺序是按照主键递增的顺序进行插入的，因此，插入聚集索引(primary key)一般是顺序的，不需要磁盘的随机读取。
但是不可能每张表上只有一个聚集索引，更多的情况下，一张表上有多个非聚集索引，在进行插入操作时，数据页的存放还是按主键进行顺序存放的，但是对于非聚集索引叶子节点的插入不再是顺序的了，这时就需要离散地访问非聚集索引页，由于随机读取的存在而导致了插入操作性能下降，
今天我们的主题就是 插入缓冲（Insert Buffer）,由于InnoDB引擎底层数据存储结构式B+树，而对于索引我们又有聚集索引和非聚集索引。在进行数据插入时必然会引起索引的变化，聚集索引不必说，一般都是递增有序的。而非聚集索引就不一定是什么数据了，其离散性导致了在插入时结构的不断变化，从而导致插入性能降低。所以为了解决非聚集索引插入性能的问题，InnoDB引擎 创造了Insert Buffer。
Insert Buffer 的存储
看到上图，可能大家会认为Insert Buffer 就是InnoDB 缓冲池的一个组成部分，InnoDB 缓冲池确实包含了Insert Buffer的信息，但Insert Buffer 其实和数据页一样，也是物理存在的（以B+树的形式存在共享表空间中）。
Insert Buffer 的作用
先说几个点：
-
一张表只能有一个主键索引，那是因为其物理存储是一个B+树。（别忘了聚集索引叶子节点存储的数据，而数据只有一份）
- 非聚集索引叶子节点存的是聚集索引的主键
聚集索引的插入
首先我们知道在InnoDB存储引擎中，主键是行唯一的标识符（也就是我们常叨叨的聚集索引）。我们平时插入数据一般都是按照主键递增插入，因此聚集索引都是顺序的，不需要磁盘的随机读取
比如表：
CREATE TABLE test( id INT AUTO_INCREMENT, name VARCHAR(30), PRIMARY KEY(id) );
如上我创建了一个主键 id,它有以下的特性：
- Id列是自增长的
- Id列插入NULL值时，由于AUTO_INCREMENT的原因，其值会递增
- 同时数据页中的行记录按id的值进行顺序存放
一般情况下由于聚集索引的有序性，不需要随机读取页中的数据，因为此类的顺序插入速度是非常快的。但如果你把列 Id 插入UUID这种数据，那你插入就是和非聚集索引一样都是随机的了。会导致你的B+ tree结构不停地变化，那性能必然会受到影响。
非聚集索引的插入
很多时候我们的表还会有很多非聚集索引，比如我按照b字段查询，且b字段不是唯一的。如下表：
CREATE TABLE test( id INT AUTO_INCREMENT, name VARCHAR(30), PRIMARY KEY(id), KEY(name) );
这里我创建了一个x表，它有以下特点:
- 有一个聚集索引 id
- 有一个不唯一的非聚集索引 name
- 在插入数据时数据页是按照主键id进行顺序存放
- 辅助索引 name的数据插入不是顺序的
非聚集索引也是一颗B+树，只是叶子节点存的是聚集索引的主键和name 的值
因为不能保证name列的数据是顺序的，所以非聚集索引这棵树的插入必然也不是顺序的了。
当然如果name列插入的是时间类型数据，那其非聚集索引的插入也是顺序的。
Insert Buffer 的到来
可以看出非聚集索引插入的离散性导致了插入性能的下降，因此InnoDB引擎设计了 Insert Buffer来提高插入性能 。
来看看使用Insert Buffer 是怎么插入的：
首先对于非聚集索引的插入或更新操作，不是每一次直接插入到索引页中，而是先判断插入的非聚集索引页是否在缓冲池中。若在，则直接插入；若不在，则先放入到一个Insert Buffer对象中。给外部的感觉好像是树已经插入非聚集的索引的叶子节点，而其实是存放在其他位置了，以一定的频率和情况进行Insert Buffer和辅助索引页子节点的merge（合并）操作，通常会将多个插入操作一起进行merge，这就大大的提升了非聚集索引的插入性能。
Insert Buffer的使用要求：
- 索引是非聚集索引
- 索引不是唯一（unique）的
只有满足上面两个必要条件时，InnoDB存储引擎才会使用Insert Buffer来提高插入性能
那为什么必须满足上面两个条件呢？
第一点索引是非聚集索引就不用说了，人家聚集索引本来就是顺序的也不需要你
第二点必须不是唯一（unique）的，因为在写入Insert Buffer时，数据库并不会去判断插入记录的唯一性。如果再去查找肯定又是离散读取的情况了，这样InsertBuffer就失去了意义。
Insert Buffer信息查看
我们可以使用命令SHOW ENGINE INNODB STATUS来查看Insert Buffer的信息：
------------------------------------- INSERT BUFFER AND ADAPTIVE HASH INDEX ------------------------------------- Ibuf: size 7545, free list len 3790, seg size 11336, 8075308 inserts,7540969 merged sec, 2246304 merges ...
使用命令后，我们会看到很多信息，这里我们只看下INSERT BUFFER 的:
seg size 代表当前Insert Buffer的大小 11336*16KB
free listlen 代表了空闲列表的长度
size 代表了已经合并记录页的数量
Inserts 代表了插入的记录数
merged recs 代表了合并的插入记录数量
merges 代表合并的次数，也就是实际读取页的次数
merges：merged recs大约为1∶3，代表了Insert Buffer 将对于非聚集索引页的离散IO逻辑请求大约降低了2/3
Insert Buffer的问题
说了这么多针对于Insert Buffer的好处，但目前Insert Buffer也存在一个问题：
即在写密集的情况下，插入缓冲会占用过多的缓冲池内存（innodb_buffer_pool），默认最大可以占用到1/2的缓冲池内存。占用了过大的缓冲池必然会对其他缓冲池操作带来影响
Insert Buffer的优化
MySQL5.5之前的版本中其实都叫做Insert Buffer，之后优化为 Change Buffer可以看做是 Insert Buffer 的升级版。
插入缓冲（ Insert Buffer）这个其实只针对 INSERT 操作做了缓冲，而Change Buffer 对INSERT、DELETE、UPDATE都进行了缓冲，所以可以统称为写缓冲，其可以分为：
-
Insert Buffer
-
Delete Buffer
-
Purge buffer
总结
Insert Buffer到底是个什么？
其实Insert Buffer的数据结构就是一棵B+树。
在MySQL 4.1之前的版本中每张表有一棵Insert Buffer B+树
目前版本是全局只有一棵Insert Buffer B+树，负责对所有的表的辅助索引进行Insert Buffer
这棵B+树存放在共享表空间ibdata1中
以下几种情况下 Insert Buffer会写入真正非聚集索引，也就是所说的Merge Insert Buffer
当辅助索引页被读取到缓冲池中时
Insert Buffer Bitmap页追踪到该辅助索引页已无可用空间时
Master Thread线程中每秒或每10秒会进行一次Merge Insert Buffer的操作
一句话概括下：
Insert Buffer 就是用于提升非聚集索引页的插入性能的，其数据结构类似于数据页的一个B+树，物理存储在共享表空间ibdata1中 。
转载于：https://blog.csdn.net/luqiang81191293/article/details/109364255