美团面试：说说 MySQL 存储引擎原理，幸好我准备过！

话不多说，咱们直入主题。

MySQL的数据是如何组织的呢？

当然是 page，也就是说MySQL以页为单位进行内外存交换。

一、 MySQL 记录存储（页为单位）

页头

记录页面的控制信息，共占 56 字节，包括页的左右兄弟页面指针、页面空间使用情况等。

虚记录

最大虚记录：比页内最大主键还大 最小虚记录：比页内最小主键还小 (作用：比如说我们要查看一个记录是否在这个页面里，就要看这个记录是否在最大最小虚记录范围内)

记录堆

行记录存储区，分为有效记录和已删除记录两种

自由空间链表

已删除记录组成的链表 (重复利用空间)

未分配空间

页面未使用的存储空间；

Slot 区

页尾 页面最后部分，占 8 个字节，主要存储页面的校验信息；

页内记录维护

顺序保证

物理有序(利于查询，不利于插入删除)

逻辑有序(插入删除性能高，查询效率低) 默认

所以MySQL是像下图所示这样子有序的组织数据的。

2、插入策略

自由空间链表（优先利用自由空间链表）

未使用空间

3、页内查询

遍历

二分查找(数据不一样大，不能用二分)

利用槽位做二分，实现近似的二分查找，近似于跳表 。

二、 MySQL InnoDB 存储引擎内存管理

预分配内存空间

内存池

数据以页为单位加载 （减少 io 访问次数）

内存页面管理

• 页面映射（记录哪块磁盘上的数据加载到哪块内存上了）

• 页面数据管理

数据内外存交换

数据淘汰

• 内存页耗尽

• 需要加载新数据

页面管理

• 空闲页

• 数据页

• 脏页（需刷回磁盘）

页面淘汰

LRU(淘汰冷数据)

某时刻状态->访问P2->访问新页P7

全表扫描对内存的影响？

可能会把内存中的热数据淘汰掉（比如说对一个几乎没有访问量的表进行全表扫描）

所以MySQL不是单纯的利用LRU算法

解决问题：如何避免热数据被淘汰？

解决方案：访问时间 + 频率(redis)

两个LRU表

MySQL的解决方案

MySQL 内存管理—LRU

页面装载

磁盘数据到内存

没有空闲页怎么办？Free list中取 > LRU中淘汰 > LRU Flush

页面淘汰

LRU尾部淘汰Flush LRU淘汰

LRU链表中将第一个脏页刷盘并“释放”，放到LRU尾部？直接放FreeList？

位置移动

old 到 new new 到 old

思考：移动时机是什么？innodb_old_blocks_timeold 区存活时间，大于此值，有机会进入 new 区

LRU_new的操作 链表操作效率很高，有访问移动到表头？Lock！！！MySQL设计思路：减少移动次数

两个重要参考：1、freed_page_clock：Buffer Pool淘汰页数 2、LRU_new长度 1/4

当前freed_page_clock - 上次移动到 Header 时freed_page_clock>LRU_new长度1/4

三、MySQL 事务实现原理

MySQL 事务基本概念

1、事务特性

A（Atomicity原子性）：全部成功或全部失败 I（Isolation隔离性）：并行事务之间互不干扰 D（Durability持久性）：事务提交后，永久生效 C（Consistency一致性）：通过 AID 保证

2、并发问题

脏读(Drity Read)：读取到未提交的数据 不可重复读(Non-repeatable read)：两次读取结果不同 幻读(Phantom Read)：select 操作得到的结果所表征的数据状态无法支撑后续的业务操作

3、隔离级别

Read Uncommitted（未提交读）：最低隔离级别，会读取到其他事务未提交的数据。脏读；Read Committed（提交读）：事务过程中可以读取到其他事务已提交的数据。不可重复读；Repeatable Read（可重复读）：每次读取相同结果集，不管其他事务是否提交，幻读；（两次当前读不会产生幻读）Serializable（串行化）：事务排队，隔离级别最高，性能最差；

MySQL 事务实现原理（事务管理机制）

1、MVCC 多版本并发控制

解决读-写冲突 如何工作：隐藏列

–当前读（读在存储引擎中存储的那个数据）

RR 级别下

2、undo log

回滚日志 保证事务原子性 实现数据多版本delete undo log：用于回滚，提交即清理；update undo log：用于回滚，同时实现快照读，不能随便删除

思考：undolog 如何清理？依据系统活跃的最小活跃事务 ID Read view 为什么 InnoDB count（*）这么慢？因为

3、redo log

实现事务持久性

写入流程 l 记录页的修改，状态为 prepare l 事务提交，讲事务记录为 commit 状态

意义

体积小，记录页的修改，比写入页代价低 末尾追加，随机写变顺序写，发生改变的页不固定

四、MySQL 锁实现原理

所有当前读加排他锁，都有哪些是当前读？SELECT FOR UPDATEUPDATEDELETE

唯一索引/非唯一索引 * RC/RR4 种情况逐一分析

会出现幻读问题，不可重复读了

死锁在库表中有记录，通过 kill 那个锁删除。

只是在于一点一滴的积累，加油！

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来源：blog.csdn.net/weixin_46269257