mysql内存组成简介：

MySQL内存组成深度剖析 在探讨MySQL这一强大关系型数据库管理系统的性能优化与架构设计时，了解其内存组成无疑是至关重要的一环

    MySQL的内存结构复杂而精细，它不仅直接关系到数据库的运行效率，还深刻影响着数据处理的实时性与并发处理能力

    本文将深入剖析MySQL的内存组成，以期为数据库管理员、开发者及架构师提供有价值的参考

     一、MySQL内存结构概览 MySQL的内存结构大体可分为四大板块：MySQL工作组件、线程本地内存、MySQL共享内存、存储引擎缓冲区

    这一划分方式与JVM（Java虚拟机）的内存模型有着异曲同工之妙，同样分为线程共享区和线程私有区

    MySQL的内存模型中，左侧为线程私有区域，即每条工作线程都会分配到的内存区域，各线程之间互不影响；而右侧则属于线程共享区域，所有线程均可访问

     二、MySQL工作组件 MySQL工作组件对应着MySQL架构图中的组件层，这些组件在MySQL启动时会被初始化到内存中

    它们负责处理客户端的连接、SQL语句的解析、验证、优化等一系列工作

    其中，数据库连接池是尤为关键的一环

    数据库连接池存储的是数据库内部的连接对象，这些对象包含了客户端的连接信息，如客户端IP、登录用户、所连接的数据库等

    同时，这些连接对象在内部会绑定一条工作线程，因此也可以将其理解为线程池

    当新的客户端连接到来时，MySQL会根据客户端信息为其创建连接对象，并复用线程池中的空闲线程，从而提高资源利用率和响应速度

     三、线程本地内存 线程本地内存，也被称之为线程私有区，是MySQL在创建每条线程时为其分配的内存区域

    这一区域包含了多个关键的缓冲区，它们在SQL执行过程中发挥着至关重要的作用

     1.thread_stack（线程堆栈）：主要用于暂时存储运行的SQL语句及运算数据，类似于Java虚拟机栈

     2.sort_buffer（排序缓冲区）：执行排序SQL时，用于存放排序后数据的临时缓冲区

     3.join_buffer（连接缓冲区）：进行连表查询时，存放符合连表查询条件的数据临时缓冲区

     4.read_buffer（顺序读缓冲区）：MySQL磁盘IO一次读一页数据，这里是顺序IO的数据临时缓冲区

     5.read_rnd_buffer（随机读缓冲区）：当基于无序字段查询数据时，这里存放随机读到的数据

     6.net_buffer（网络连接缓冲区）：存放当前线程对应的客户端连接信息

     7.tmp_table（内存临时表）：当SQL中用到了临时表时，这里存放临时表的结构及数据

     8.bulk_insert_buffer（MyISAM批量插入缓冲区）：批量insert时，存放临时数据的缓冲区

     9.bin_log_buffer（bin-log日志缓冲区）：存放的信息大部分是一条信息在执行SQL时产生的临时数据，或者是线程独有数据

     将这些缓冲区放在线程本地内存中，能够提升多线程并发执行的性能

    每条线程都有自己独立的缓冲区，避免了多线程间的相互干扰，提高了数据处理的效率和准确性

     四、MySQL共享内存区域 MySQL共享内存区域是所有线程都可访问的内存区域，它包含了多个关键的缓存和缓冲区，用于提升数据库的整体性能

     1.Key Buffer（MyISAM表的索引缓冲区）：提升MyISAM表的索引读写速度

     2.Query Cache（查询缓存区）：缓冲SQL的查询结果，提升热点SQL的数据检索效率

    然而，需要注意的是，MySQL8.X版本已经移除了查询缓存，原因在于其缓存命中率低、内存占用率高、增加了查询步骤以及维护成本高等问题

     3.Thread Cache（线程缓存区）：存放工作线程运行期间一些需要被共享的临时数据

     4.Table Cache（表数据文件的文件描述符缓存）：提升数据表的打开效率

    当需要对某张表进行操作时，不需要将整个磁盘检索一遍，而是可以查找缓存，根据其上面记录的地址去读取操作表数据

     5.Table Definition Cache（表结构文件的文件描述符缓存）：提升结构表的打开效率

     这些缓存和缓冲区的设计旨在减少磁盘IO操作，提高数据访问速度

    然而，它们也带来了额外的内存开销和维护成本

    因此，在实际应用中需要根据具体的工作负载和性能需求进行合理的配置和优化

     五、存储引擎缓冲区 存储引擎缓冲区是MySQL内存结构中尤为关键的一环

    虽然MySQL是基于磁盘存储数据的，但每一次操作都需要进行磁盘IO，这会导致资源开销极大且性能低下

    因此，几乎所有引擎都在内存中设计了一个缓冲池，用来提升数据库整体的读写性能

    以InnoDB引擎为例，其缓冲池包含了多个重要的组成部分： 1.Data Page（写入缓冲区）：主要用来缓冲磁盘的表数据，将写操作转移到内存进行

    InnoDB引擎为了读取方便，会将磁盘中的数据划分为一个个的页（每个页默认大小为16KB），然后以页作为内存和磁盘的交互单位

    当InnoDB拿到申请到的连续内存后，会将整块空间以16KB的尺寸划分成一个个缓冲页

    这些空的还未使用的缓冲页称之为空闲页，而已经承载了磁盘数据的缓冲页称之为数据页

     2.Index Page（索引缓冲页）：对于所有已创建的索引根节点，都会放入到内存，提升索引效率

    MySQL在启动时，就会将当前库中所有已经存在的索引的根节点放入到内存缓冲区中

    这样，对于需要走索引查询的SQL就可以通过缓存直接定位到相应的索引根节点，避免了全盘查找索引节点的操作

     3.Change Buffer（更改缓冲区）：对于insert、update、delete等操作，会先将更改记录放入更改缓冲区，然后定期合并到Data Page中，减少磁盘IO操作

     4.Adaptive Hash Index（自适应哈希索引）：InnoDB会为热点索引页创建相应的哈希索引，提高查询效率

     5.Lock Space（锁空间）：主要用来存储锁结构的一块内存区域，还会存储一些并发事务链表等

    锁空间内存不足时，会导致行锁粗化成表锁

     6.Data Dictionary（数据字典）：主要用来存储InnoDB引擎自带的系统表（如sys_tables、sys_columns、sys_indexes、sys_fields等），这些系统表存储了数据库元数据的信息

     7.Redo Log Buffer（重做日志缓冲区）：存放写SQL执行时写入的redo记录

    重做日志是InnoDB引擎实现崩溃恢复的关键机制之一

     8.Undo Log Buffer（撤销日志缓冲区）：存放写SQL执行时写入的undo记录

    撤销日志用于实现事务的回滚操作

     此外，InnoDB缓冲池还包含了一系列内存管理列表，如LRU List（最近最少使用列表）、Free List（空闲内存列表）和Flush List（脏页内存列表）等

    这些列表共同协作，实现了缓冲池的有效管理和高效利用

     六、内存配置与优化 合理的内存配置与优化对于提升MySQL的性能至关重要

    以下是一些关键的配置参数和优化建议： 1.innodb_buffer_pool_size：控制InnoDB缓冲池的大小

    通常建议分配物理内存的60%-80%给缓冲池

    可以通过`SHOW GLOBAL VARIABLES LIKE %innodb_buffer_pool_size%`命令查询当前设置

     2.innodb_buffer_pool_instances：当缓冲池很大时，建议将其分成多个实例，以减少并发访问时的mutex争用

    每个实例管理自己的Free Lists、F