InnoDB存储引擎有三大特性非常令人激动,它们分别是插入缓冲、两次写和自适应哈希,本篇文章先介绍第一个特性 - 插入缓冲(insert buffer)
在上一篇《MySQL - 浅谈InnoDB存储引擎》中,我们可以看到在InnoDB的内存中有单独一块叫“插入缓冲”的区域,下面我们详细来介绍它。
非聚集索引写性能问题
为了阐述非聚集索引写性能问题,我们先来看一个例子:
mysql>create table t (
id int auto_increment,
name varchar(30),
primary key (id));
我们创建了一个表,表的主键是id,id列式自增长的,即当执行插入操作时,id列会自动增长,页中行记录按id顺序存放,不需要随机读取其它页的数据。因此,在这样的情况下(即聚集索引),插入操作效率很高。
但是,在大部分应用中,很少出现表中只有一个聚集索引的情况,更多情况下,表上会有多个非聚集的secondary index (辅助索引)。比如,对于上一张表t,业务上还需要按非唯一的name字段查找,则表定义改为:
mysql>create table t (
id int auto_increment,
name varchar(30),
primary key (id),
key (name));
这时,除了主键聚合索引外,还产生了一个name列的辅助索引,对于该非聚集索引来说,叶子节点的插入不再有序,这时就需要离散访问非聚集索引页,插入性能变低。
插入缓冲技术机制
为了解决这个问题,InnoDB设计出了插入缓冲技术,对于非聚集类索引的插入和更新操作,不是每一次都直接插入到索引页中,而是先插入到内存中。具体做法是:如果该索引页在缓冲池中,直接插入;否则,先将其放入插入缓冲区中,再以一定的频率和索引页合并,这时,就可以将同一个索引页中的多个插入合并到一个IO操作中,大大提高写性能。回忆一下在《MySQL - 浅谈InnoDB存储引擎》中提到的master thread主循环其中的一项工作就是每秒中合并插入缓冲(可能)。
这个设计思路和HBase中的LSM树有相似之处,都是通过先在内存中修改,到达一定量后,再和磁盘中的数据合并,目的都是为了提高写性能,具体可参考《HBase LSM树》,这又再一次说明,学到最后,技术都是相通的。
插入缓冲的启用需要满足一下两个条件:
1)索引是辅助索引(secondary index)
2)索引不适合唯一的
如果辅助索引是唯一的,就不能使用该技术,原因很简单,因为如果这样做,整个索引数据被切分为2部分,无法保证唯一性。
插入缓冲带来的问题
任何一项技术在带来好处的同时,必然也带来坏处。插入缓冲主要带来如下两个坏处:
1)可能导致数据库宕机后实例恢复时间变长。如果应用程序执行大量的插入和更新操作,且涉及非唯一的聚集索引,一旦出现宕机,这时就有大量内存中的插入缓冲区数据没有合并至索引页中,导致实例恢复时间会很长。
2)在写密集的情况下,插入缓冲会占用过多的缓冲池内存,默认情况下最大可以占用1/2,这在实际应用中会带来一定的问题。
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