MySQL事务（三）InnoDB存储引擎下SQL执行的缓存机制

前言

在 MySQL架构（二）SQL 更新语句是如何执行的？中，小鱼介绍了SQL 更新语句的执行流程，文章中考虑初次介绍MySQL 架构，涉及到服务层的流程并没有展开介绍。

于是今天把坑填了，本文将以更新语句执行过程对server 层的操作进行展开讲解。

MySQL 的缓存机制

在 InnoDB 存储引擎下，SQL 执行的缓存机制主要涉及两种类型的缓存：查询缓存和缓冲池（Buffer Pool）。

查询缓存

查询缓存会存储已经执行过的 SELECT 语句及其结果集，如果再次执行相同的 SELECT 语句，系统会直接返回缓存中的结果，而不需要重新执行查询。

在 InnoDB 中，默认情况下是不启用查询缓存的，因为对于更新较为频繁的数据表（或者高并发场景下）而言，缓存会频繁失效，若此时使用查询缓存容易对 MySQL 性能产生负面影响，因此通常情况下不建议使用查询缓存。

查询缓存在 MySQL架构（二）SQL 更新语句是如何执行的？中已经作过介绍，可以在这篇文章更详细的了解查询缓存。

Buffer Pool缓冲池

缓冲池是 InnoDB 存储引擎中最重要的缓存机制之一，主要用于缓存数据页。

数据页page是 InnoDB 存储引擎中的最小存储单位，每个数据页的大小通常为 16 KB。

当执行 UPDATE 语句时，首先会将相关的数据页加载到缓冲池中，然后在缓冲池中进行修改。如果数据页已经存在于缓冲池中，那么更新操作会直接在缓冲池中进行，而不需要从磁盘中读取数据，从而提高了更新操作的性能。

更详细的流程如下图所示：

1. 加载目标数据所在的整页 page 数据到Buffer Pool 中（或者数据已经在 Buffer Pool 中，这是就不需要再从磁盘中读取了）；
2. 将从 Buffer Pool 中原目标数据（或）写入 undo 日志中；
3. 更新 Buffer Pool 中数据；
4. 将更新操作写入 Redo Log Buffer ；
5. 准备提交事务，将redo 日志写入磁盘；
6. 准备提交事务，将binlog 日志写入磁盘；
7. 提交事务，将commit 标记写入redo 日志中，保证redo 和binlog 日志的一致性。
8. Buffer Pool 数据随机写入磁盘，也是整页page 数据写入。 至此，整个更新流程完结。

小结

MySQL 的这套缓存机制看着十分复杂，但是能确保MySQL 每个更新操作都是先更新内存，再顺序写入日志文件，能保证MySQL 在各种异常情况下的数据一致性。

1. 减少磁盘 I/O 操作：Buffer Pool 缓存了数据页，使得数据可以在内存中进行修改和访问，而不必每次都从磁盘读取。这样可以显著减少磁盘 I/O 操作的次数，提高了数据库的性能。
2. 加快数据访问速度：由于数据页存储在内存中，访问这些数据页比从磁盘中读取数据要快得多。这样可以加快查询和更新操作的速度，提高了数据库的响应性能。
3. 提高并发处理能力：Buffer Pool 可以同时缓存多个数据页，这意味着多个并发的查询和更新操作可以同时在内存中进行，而不会因为磁盘 I/O 的限制而被阻塞。这有助于提高数据库的并发处理能力，使得系统能够更好地支持高并发的访问。