上篇文章说mysql5.6之后新增了系统变量optimizer_tance可以看到他的优化过程。

缓存的重要性

前面我们说过innoDB表示吧数据存在表空间，不管是用于存储表的系统数据，还是存储用户数据的索引(聚簇索引 和 二级索引)，表空间实际是在磁盘上的。但我们不可能每次查询数据都从磁盘上查询，那样以磁盘的龟速，怎么能配的上快速的cpu呢。所以我们在磁盘访问数据的时候，会把整个页的数据全部都放入缓存中，即使只是访问一条，也是会把整个页都放入缓存，而且查询完之后，也不会立即释放缓存，而是缓存起来，可以省去磁盘I/O的开销。

InnoDB的Buffer Pool

什么是buffer pool，mysql服务器在启动的时候，会向操作系统申请一片连续的内存，这个名字就是buffer pool(缓冲池)。他是多大呢，默认是128m，小是5M，你也可以设置，当设置小于5m的时候，默认就是5M。

Innodb_buffer_pool_size=268435456

这个值是字节，也就是我指定为256M。

Buffer pool内部组成

Buffer pool里的页和磁盘上的页大小都是16kb。为了管理缓存区这些缓存页，mysql为每个缓存页创建了一些控制信息，这些控制信息包括表空间编号，页号，缓存页在buffer pool中地址、链表节点信息、一些锁信息以及LSN信息(锁和LSN信息后面再讲)，当然还有一些控制信息。

每个缓存也对应的控制信息大小是相同的，我们吧每个页对应的控制信息占用的内存块称为【控制块】，控制块和缓存块是一一对应的，控制块放在buffer pool前面，缓存块放在buffer pool后面，但是中间还有个碎片区，每个控制块对应一个缓存页，那剩余空间不够分的时候怎么办呢，这就是碎片区。(需要注意的是控制块大概占缓存页大小的百分之5，而我们设置的innoDB_buffer_pool_size不包含这个内存，所以设置的内存大小实际总的要多百分之5)

Free链表管理

我们在启动mysql的时候，就会完成buffer pool的初始化过程，先想系统申请内存空间，在把他们划分成不同的控制块和缓存页。此时这些缓存页都是空闲的，后面只有随着程序的运行，数据不断从磁盘刷新到缓存页才有数据。那么从磁盘上刷到缓存页的数据放在哪个位子呢。哪些缓存页是空闲可用的呢？

这时候控制块作用就来了，我们吧空闲缓存页的控制块统一放在free 链表，所以刚开始初始化的时候，所有缓存页都在free 链表。

Free 链表有一个基节点，里面有个start和end节点，还有总的count，控制块里还有双向链表连接起来。

有了这个free链表就方便了，如果从磁盘刷新数据到buffer pool只要取个空闲页缓存页，然后把页号，表空间id，等信息填写上去，后从free 链表移除。

缓存页的hash处理

我们知道了数据存储在缓存页，但如何访问呢，总不能一点点遍历，这时候就用到了hash表，吧空间id+页号为key，value就是缓存页，通过key找到对应的value缓存页。

所以刷新数据的时候，先通过key判断是否已经有存在的缓存页，有就直接使用，没有就从free链表申请一个新的缓存页。

Flush链表管理

加入我们修改了缓存页，这时候缓存页和磁盘上的数据就不一致了，这时候就是脏数据，这时候我们就需要吧缓存页的数据同步到磁盘上，但我们不能每次都I/O访问磁盘，这样会效率很低，会在统一的时间段同步。

但如果同步又不能吧256G的缓存页全部同步到磁盘，这样也会影响效率，于是在修改后的链表会存入和free链表一样的结构，方便查找和同步，就叫flush链表。