InnoDB源碼分析--緩衝池（二）

     轉載請附原文連接：http://www.cnblogs.com/wingsless/p/5578727.html

    上一篇中我簡單的分析了一下InnoDB緩衝池LRU算法的相關源碼，其實說不上是分析，應該是本身的筆記，不過我仍是發揚大言不慚的精神寫成分析好了。在此以後，我繼續閱讀了Buf0rea.c文件，由於這裏寫的就是如何將block讀取到內存中的函數。

    這個文件裏很顯眼的有這樣一個函數：buf_read_page，這是一個高層的函數，它的做用就是：reads a page asynchronously from a file to the buffer buf_pool if it is not already there。採用異步的方式將文件中的頁讀入buf_pool。大致上看一眼這個函數，發現它主要搞瞭如下幾個工做：

    1 隨機預讀（buf_read_ahead_random）。隨機預讀是一個能夠提升效率的策略，它的主要思想是：給定的space和offset肯定的那頁，能夠計算出一個範圍，若是這個範圍內的頁（pages）有一部分已經被訪問（閾值：BUF_READ_AHEAD_RANDOM_THRESHOLD），那麼這個範圍內的頁（pages）就會被預讀。看一下函數內是怎麼寫的：

//肯定一個邊界，邊界內的頁，都要進行條件判斷
low  = (offset / BUF_READ_AHEAD_RANDOM_AREA)
        * BUF_READ_AHEAD_RANDOM_AREA;
    high = (offset / BUF_READ_AHEAD_RANDOM_AREA + 1)
        * BUF_READ_AHEAD_RANDOM_AREA;
    if (high > fil_space_get_size(space)) {

        high = fil_space_get_size(space);
    }

省略部分...
//對邊界內的頁進行條件判斷
for (i = low; i < high; i++) {
        block = buf_page_hash_get(space, i);

        if ((block)
            && (block->LRU_position > LRU_recent_limit)
            && block->accessed) {

            recent_blocks++;
        }
    }

    mutex_exit(&(buf_pool->mutex));

    if (recent_blocks < BUF_READ_AHEAD_RANDOM_THRESHOLD) {
        /* Do nothing */

        return(0);
    }
省略部分...
//若是以前的判斷都經過，則函數能夠進行下面的步驟
//邊界範圍內的每個頁都會被預讀：（buf_read_page_low），預讀採用異步的方式
for (i = low; i < high; i++) {
        /* It is only sensible to do read-ahead in the non-sync aio
        mode: hence FALSE as the first parameter */

        if (!ibuf_bitmap_page(i)) {
            count += buf_read_page_low(
                &err, FALSE,
                ibuf_mode | OS_AIO_SIMULATED_WAKE_LATER,
                space, tablespace_version, i);
            if (err == DB_TABLESPACE_DELETED) {
                ut_print_timestamp(stderr);
                fprintf(stderr,
                    "  InnoDB: Warning: in random"
                    " readahead trying to access\n"
                    "InnoDB: tablespace %lu page %lu,\n"
                    "InnoDB: but the tablespace does not"
                    " exist or is just being dropped.\n",
                    (ulong) space, (ulong) i);
            }
        }
    }

     知足條件的頁就會被預讀，注意預讀採用異步的方式，同時，（space,offset）指定的頁，也會被預讀。這裏是一個我有點搞不明白的地方，這個頁既然被異步預讀了，後面還會在同步的讀取一次，且聽後話。

     2 物理讀取。預讀結束以後，buf_read_page函數就會調度buf_read_page_low函數，進行數據的讀取，注意這個函數剛纔預讀的時候也使用過，可是此次採用同步的方式，註釋寫的很明白：「 We do the i/o in the synchronous aio mode to save thread」。這個函數還會在給block->frame加x-lock鎖，這個操做會在函數調度下一級函數buf_page_init_for_read的時候進行，代碼：rw_lock_x_lock_gen(&(block->lock), BUF_IO_READ)。而buf_page_init_for_read函數的主要做用就是從LRU裏分配一個buf_block_t*，並對這個buf_block_t*加x-lock鎖。我主要看到了這幾行：

//分配一個buffer block
block = buf_block_alloc();
//向buffer pool中初始化一個page
buf_page_init(space, offset, block);
//將block插入LRU鏈表中，只能插入old鏈表
buf_LRU_add_block(block, TRUE);        /* TRUE == to old blocks */
rw_lock_x_lock_gen(&(block->lock), BUF_IO_READ);

    注意，buf_read_page_low函數中最後有這樣一段：

if (sync) {
        /* The i/o is already completed when we arrive from
        fil_read */
        buf_page_io_complete(block);
    }

     若是是同步方式，那麼就用buf_page_io_complete函數釋放全部的x-lock：rw_lock_x_unlock_gen(&(block->lock), BUF_IO_READ);

     3 物理讀取結束以後，會調度buf_flush_free_margin函數，在須要的狀況下，flush掉LRU鏈表的尾部。

     

     總結一下上面的步驟，發現這是地地道道的物理讀取，即從磁盤中將數據讀取到內存中。在《MySQL內核--InnoDB存儲引擎》一書的12章裏還介紹了一種讀取方式叫作邏輯讀取，如今分析以下。

     從書中的描述裏看，我以爲這個叫作邏輯讀取有點很差理解。我的以爲這個邏輯讀取其實就是一個流程：

     

      基於個人理解畫的，可能有疏漏的地方。這裏就須要看這個函數：buf_page_get_gen，它的註釋也寫得很明白：This is the general function used to get access to a database page。提供了一個訪問數據庫頁的通用方法。

     這個函數有個頗有意思的地方就是它的入參裏有不少的mode，這就給該函數帶來了許多種可能的返回。我無意看這些，可是有一個地方卻很吸引我，就是一個goto。學C的時候老師說，goto是C語言歷史上臭名昭著的一個關鍵字，你們初學，千萬別用。可是又有持不一樣意見的人認爲善用goto能帶來意想不到的效果，我相信MySQL的做者們goto用的很是好。

     函數中有一個loop標記，也就是說函數是循環着讀取block的，直到知足一些條件。首先會從緩衝池裏尋找：block = buf_page_hash_get(space, offset)，沒有的話就會使用這個函數：buf_read_page(space, offset)將block讀入，而後goto到開始的地方，將block置爲NULL，從新開始，此次就能從緩衝池裏找到block了。下面的代碼是不少的判斷，不過這裏很顯眼：

mutex_exit(&buf_pool->mutex);

    /* Check if this is the first access to the page*/    accessed = block->accessed;

    block->accessed = TRUE;

    mutex_exit(&block->mutex);

    buf_block_make_young(block);

省略部分...
if (!accessed) {
/* In the case of a first access, try to apply linear
read-ahead */

buf_read_ahead_linear(space, offset);
}

 

    這裏判斷了block是否是第一次被訪問，可是很奇怪，這個block馬上就被make young了，這和我之前的認知卻是不太同樣了，不過這篇淘寶丁奇的博文（https://yq.aliyun.com/articles/8827）裏寫到了這一點，能夠參考一下，通過個人分析發現，make young也不是那麼笨的，它要判斷這個block是否是須要被make young(if (buf_block_peek_if_too_old(block)))。若是是第一次被訪問，就會觸發線性預讀函數的調用。

    終於說到了線性預讀。留着明天寫吧。

    看代碼果真過癮啊。