寫緩衝(change buffer)，此次完全懂了！！！

上篇《緩衝池(buffer pool)，完全懂了！》介紹了InnoDB緩衝池的工做原理。

簡單回顧一下：

（1）MySQL數據存儲包含內存與磁盤兩個部分；
（2）內存緩衝池(buffer pool)以頁爲單位，緩存最熱的數據頁(data page)與索引頁(index page)；
（3）InnoDB以變種LRU算法管理緩衝池，並可以解決「預讀失效」與「緩衝池污染」的問題；
畫外音：細節詳見《緩衝池(buffer pool)，完全懂了！》。

毫無疑問，對於讀請求，緩衝池可以減小磁盤IO，提高性能。問題來了，那寫請求呢？

狀況一

假如要修改頁號爲4的索引頁，而這個頁正好在緩衝池內。

如上圖序號1-2：
（1）直接修改緩衝池中的頁，一次內存操做；
（2）寫入redo log，一次磁盤順序寫操做；
這樣的效率是最高的。
畫外音：像寫日誌這種順序寫，每秒幾萬次沒問題。

是否會出現一致性問題呢？

並不會。
（1）讀取，會命中緩衝池的頁；
（2）緩衝池LRU數據淘汰，會將「髒頁」刷回磁盤；
（3）數據庫異常奔潰，可以從redo log中恢復數據；

何時緩衝池中的頁，會刷到磁盤上呢？

按期刷磁盤，而不是每次刷磁盤，可以下降磁盤IO，提高MySQL的性能。
畫外音：批量寫，是常見的優化手段。

狀況二

假如要修改頁號爲40的索引頁，而這個頁正好不在緩衝池內。

此時麻煩一點，如上圖須要1-3：
（1）先把須要爲40的索引頁，從磁盤加載到緩衝池，一次磁盤隨機讀操做；
（2）修改緩衝池中的頁，一次內存操做；
（3）寫入redo log，一次磁盤順序寫操做；

沒有命中緩衝池的時候，至少產生一次磁盤IO，對於寫多讀少的業務場景，是否還有優化的空間呢？

這便是InnoDB考慮的問題，又是本文將要討論的寫緩衝(change buffer)。
畫外音：從名字容易看出，寫緩衝是下降磁盤IO，提高數據庫寫性能的一種機制。

什麼是InnoDB的寫緩衝？

在MySQL5.5以前，叫插入緩衝(insert buffer)，只針對insert作了優化；如今對delete和update也有效，叫作寫緩衝(change buffer)。

它是一種應用在非惟一普通索引頁(non-unique secondary index page)不在緩衝池中，對頁進行了寫操做，並不會馬上將磁盤頁加載到緩衝池，而僅僅記錄緩衝變動(buffer changes)，等將來數據被讀取時，再將數據合併(merge)恢復到緩衝池中的技術。寫緩衝的目的是下降寫操做的磁盤IO，提高數據庫性能。
畫外音：R了狗了，這個句子，好長。

InnoDB加入寫緩衝優化，上文「狀況二」流程會有什麼變化？

假如要修改頁號爲40的索引頁，而這個頁正好不在緩衝池內。

加入寫緩衝優化後，流程優化爲：
（1）在寫緩衝中記錄這個操做，一次內存操做；
（2）寫入redo log，一次磁盤順序寫操做；
其性能與，這個索引頁在緩衝池中，相近。
畫外音：能夠看到，40這一頁，並無加載到緩衝池中。

是否會出現一致性問題呢？

也不會。
（1）數據庫異常奔潰，可以從redo log中恢復數據；
（2）寫緩衝不僅是一個內存結構，它也會被按期刷盤到寫緩衝系統表空間；
（3）數據讀取時，有另外的流程，將數據合併到緩衝池；

不妨設，稍後的一個時間，有請求查詢索引頁40的數據。

此時的流程如序號1-3：
（1）載入索引頁，緩衝池未命中，此次磁盤IO不可避免；
（2）從寫緩衝讀取相關信息；
（3）恢復索引頁，放到緩衝池LRU裏；
畫外音：能夠看到，40這一頁，在真正被讀取時，纔會被加載到緩衝池中。

還有一個遺漏問題，爲何寫緩衝優化，僅適用於非惟一普通索引頁呢？
InnoDB裏，彙集索引(clustered index)和普通索引(secondary index)的異同，《1分鐘瞭解MyISAM與InnoDB的索引差別》有詳盡的敘述，再也不展開。

若是索引設置了惟一(unique)屬性，在進行修改操做時，InnoDB必須進行惟一性檢查。也就是說，索引頁即便不在緩衝池，磁盤上的頁讀取沒法避免(不然怎麼校驗是否惟一？)，此時就應該直接把相應的頁放入緩衝池再進行修改，而不該該再整寫緩衝這個幺蛾子。

除了數據頁被訪問，還有哪些場景會觸發刷寫緩衝中的數據呢？
還有這麼幾種狀況，會刷寫緩衝中的數據：
（1）有一個後臺線程，會認爲數據庫空閒時；
（2）數據庫緩衝池不夠用時；
（3）數據庫正常關閉時；
（4）redo log寫滿時；
畫外音：幾乎不會出現redo log寫滿，此時整個數據庫處於沒法寫入的不可用狀態。

什麼業務場景，適合開啓InnoDB的寫緩衝機制？

先說何時不適合，如上文分析，當：
（1）數據庫都是惟一索引；
（2）或者，寫入一個數據後，會馬上讀取它；
這兩類場景，在寫操做進行時（進行後），原本就要進行進行頁讀取，原本相應頁面就要入緩衝池，此時寫緩存反倒成了負擔，增長了複雜度。

何時適合使用寫緩衝，若是：
（1）數據庫大部分是非惟一索引；
（2）業務是寫多讀少，或者不是寫後馬上讀取；
可使用寫緩衝，將本來每次寫入都須要進行磁盤IO的SQL，優化按期批量寫磁盤。
畫外音：例如，帳單流水業務。

上述原理，對應InnoDB裏哪些參數？

有兩個比較重要的參數。

參數：innodb_change_buffer_max_size
介紹：配置寫緩衝的大小，佔整個緩衝池的比例，默認值是25%，最大值是50%。
畫外音：寫多讀少的業務，才須要調大這個值，讀多寫少的業務，25%其實也多了。

參數：innodb_change_buffering
介紹：配置哪些寫操做啓用寫緩衝，能夠設置成all/none/inserts/deletes等。

但願你們有收穫，思路比結論重要。
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