【MySQL | 第十一篇】InnoDB引擎
目录
一、InnoDB的逻辑存储结构
二、InnoDB的架构
1.内存架构
三、InnoDB的事务原理
1.redo log
2.undo log
四、MVCC（多版本并发控制）
1.基本概念
2.MVCC中的三个隐式字段
3.undo log版本链
4.readView
一、InnoDB的逻辑存储结构
表空间（idb文件）：表空间是 InnoDB 逻辑结构的最高层，所有的数据、索引、甚至回滚信息都存放在表空间中。
段（Segment）：
表空间是由各个段组成的。段是一个逻辑上的概念，用来区分不同类型的数据。InnoDB 中的索引底层是 B+ 树，因此段的划分和 B+ 树息息相关：
数据段 (Leaf node segment)：即 B+ 树的叶子节点，用来存放实际的数据行。
索引段 (Non-leaf node segment)：即 B+ 树的非叶子节点，用来存放索引键值和指针。
回滚段 (Rollback segment)：用来存放 Undo Log（回滚日志），这是实现事务的 MVCC（多版本并发控制）和 Rollback（回滚）的关键。
区（Extent）：表空间的单元结构，每个区的大小为1M。默认情况下，InnoDB存储引擎页大小为16K，即一个区中一共有64个连续的页。
页（Page）：页是 InnoDB 管理存储空间的基本单位，也是磁盘 I/O 操作的最小单元。InnoDB 默认的页大小是16KB。
行（Row）：是我们在数据库里看到的一条条真实的记录。InnoDB 是面向行存储的。
- Trx_id:每次对某条记录进行改动时，都会把对应的事务id赋值给trx_id隐藏列。
- Roll_pointer:每次对某条记录进行改动时，都会把旧的版本写入到undo日志中，然后这个隐藏列就相当于一个指针，可以通过它来找到该记录修改前的信息。
二、InnoDB的架构
1.内存架构
Buffer Pool（缓冲池）：
Change Buffer（更改缓冲区）：
Change Buffer存在的意义：
与聚集索引不同，二级索引通常是非唯一的，并且以相对随机的顺序插入二级索引。同样，删除和更新可能会影响索引树中不相邻的二级索引页，如果每一次都操作磁盘，会造成大量的磁盘IO。有了ChangeBuffer之后，我们可以在缓冲池中进行合并处理，减少磁盘IO。
Adaptive Hash Index（自适应hash索引）：
Log Buffer（日志缓冲区）：
三、InnoDB的事务原理
我们知道事务具有ACID的特性，但是这几种特性的底层原理是怎么样的？
1.redo log
事务的持久性就是由事务的redo log去保证的。
重做日志，记录的是事务提交时数据页的物理修改，是用来实现事务的持久性。
该日志文件由两部分组成:重做日志缓冲(redo log buffer)以及重做日志文件(redo logfile)，前者是在内存中，后者在磁盘中。当事务提交之后会把所有修改信息都存到该日志文件中，用于在刷新脏页到磁盘,发生错误时，进行数据恢复使用。
2.undo log
事务的原子性由undo log去保证的。
回滚日志，用于记录数据被修改前的信息，作用包含两个:提供回滚和MVCC(多版本并发控制)。
undo log和redo log记录物理日志不一样，它是逻辑日志。可以认为当delete一条记录时，undo log中会记录一条对应的insert记录，反之亦然，当update一条记录时，它记录一条对应相反的update记录。
当执行rollback时，就可以从undo log中的逻辑记录读取到相应的内容并进行回滚。
- Undo log销毁:undo log在事务执行时产生，事务提交时，并不会立即删除undo log，因为这些日志可能还用于MVCC。
- Undo log存储:undo log采用段的方式进行管理和记录，存放在前面介绍的rolback segment 回滚段中，内部包含1024个undo logsegment.
四、MVCC（多版本并发控制）
1.基本概念
当前读：
快照读：
MVCC：全称Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突，快照读为MySQL实现MVCC提供了一个非阻塞读功能。MVCC的具体实现，还需要依赖于数据库记录中的三个隐式字段、undo log日志、readView.
2.MVCC中的三个隐式字段
3.undo log版本链
undo log：
回滚日志，在insert、update、delete的时候产生的便于数据回滚的日志。
当insert的时候，产生的undolog日志只在回滚时需要，在事务提交后，可被立即删除。
而update、delete的时候，产生的undolog日志不仅在回滚时需要，在快照读时也需要，不会立即被删除。undo log 版本链：
不同事务或相同事务对同一条记录进行修改，会导致该记录的undo log生成一条记录版本链表，链表的头部是最新的旧记录，链表尾部是最早的旧记录。
4.readView
ReadView(读视图)是快照读SQL执行时MVCC提取数据的依据，记录并维护系统当前活跃的事务(未提交的)id。
ReadView决定了快照读时返回版本链中的具体的那一个版本的记录。
ReadView中包含了四个核心字段:
规则：
不同的隔离级别，生成ReadView的时机不同：
- READ COMMITTED:在事务中每一次执行快照读时生成ReadView。
- REPEATABLE READ:仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView，后续复用该ReadView。