InnoDB目前在各大互联网公司中广泛使用，其主要优点是支持事务处理（能处理复杂的业务场景）以及支持行级锁（支持高并发修改），能够提供高性能、高可用的存储服务。本文对《MySQL技术内幕——InnoDB存储引擎(第2版)》的第2章内容进行一个简要总结。
一、InnoDB体系架构
InnoDB有多个内存块（简称内存池），负责的工作有：维护线程/进程所需的内部数据结构、缓存磁盘数据、重做日志（redo log）缓冲等。简单说，内存池的功能就是缓存磁盘最近的数据（方便快速读取），以及处理数据库异常。
后台线程
1. Master Thread
核心后台线程，负责将内存池的数据异步刷新到磁盘，保证数据一致性。包括脏页刷新、合并缓冲等。
2. IO Thread
InnoDB大量使用了AIO(Async IO)来处理写IO请求，提高数据库性能。IO Thread负责的便是IO请求的回调。
3. Purge Thread
Purge Thread用来回收已经分配使用且不再需要的undo页，从1.1版本开始从Master Thread里独立出来。
4. Page Cleaner Thread
该Thread用来执行脏页刷新的操作，从1.2.x版本开始从Master Thread里独立出来。
内存
1. 缓冲池
InnoDB基于磁盘存储，为了提高性能，需要使用缓冲池。
读取：从缓冲池里读取，没有则回源磁盘，并保留一份至缓冲池；
写入：先修改缓冲池，再以一定的频率（Checkpoint机制）刷新到磁盘。
注：此缓冲思路可参考。一般缓冲的写入是直接写底层数据再更新（或删除）缓冲数据。
缓冲内容：索引页、数据页、undo页、插入缓冲（insert buffer）、自适应哈希索引（adaptive hash index）、InnoDB存储的锁信息、数据字典信息（data dictionary）等。索引页和数据页占很大一部分。
可以有多个缓冲池实例，增加数据库并发能力。
2. LRU List、Free List和Flush List
LRU：Least recently used，最近最少使用，即使用较少的数据页（InnoDB缓冲池中页的默认大小16KB）放后面，最新及频繁使用的放前面。InnoDB做了优化，新读取的页放在midpoint位置，避免扫表等操作刷出热点数据，从而影响缓冲池的效率。
Free List：空闲列表页，初始存放页的地方，并逐步移入LRU列表中。
Flush List：LRU列表中页的数据被修改后（脏页），数据库通过checkpoint机制将脏页刷回磁盘，Flush列表即脏页列表。脏页既存在于LRU列表中，页存在于Flush列表中，两列表互不影响。
3. 重做日志缓冲
重做日志缓冲区，1s事务量大小即可，e.g. 8M。Master Thread每隔1s、事务提交、缓冲剩余大小小于1/2，三个时机会触发重做日志缓冲刷入重做日志文件中。
4. 额外的内存池
用来存储缓冲池等的一些元信息。
二、Checkpoint技术
缓冲池页内容变更时，需要同步磁盘，Checkpoint即为执行时机。需要解决的问题：
1.缩短数据库的恢复时间——宕机后只需要恢复Checkpoint后的数据；
2.缓冲池不够用时，将脏页刷新到磁盘；
3.重做日志不可用时，刷新脏页——重做日志是循环使用的，已经刷回磁盘的日志变可被覆盖；在被覆盖前，若重做日志还需要使用，就需要强制触发Checkpoint。
三、Master Thread工作方式
Master Thread内部由多个循环（loop）组成，主循环、后台循环、刷新循环、暂停循环等，Master Thread根据数据库状态在这之间切换。
每秒的操作：
1.日志缓冲刷新到磁盘，即使事务还没提交（总是）——因而事务commit时间很短；
2.合并插入缓冲（可能）；
3.至多刷新100个InnoDB的缓冲池中的脏页到磁盘（可能）；
4.如果当前没有用户活动，则切换到后台循环（可能）。
每10秒的操作：
1.刷新100个脏页到磁盘（可能）；
2.合并至多5个插入缓冲（总是）；
3.将日志缓冲刷新到磁盘（总是）；
4.删除无用的Undo页（总是）；
5.刷新100个或10个脏页到磁盘（总是）。
后续的InnoDB版本对固定参数均有相关优化。
四、InnoDB关键特性
1.插入缓冲
插入缓冲和数据页一样，是物理页的一部分，不是缓冲池的一部分。主要用来辅助索引（非主键or唯一键）的写入，merge多个辅助索引的写入。
后续陆续引入了Delete Buffer和Purge Buffer。
实现：B+树。
2.两次写
解决的问题：数据库宕机引起的部分写失效。
doublewrite：在应用重做日志前，需要一个页的副本，当写入失效发生时，先通过副本还原该页，再进行重做。
3.自适应哈希索引
生产环境B+树高度一般为3-4层，故需要3～4次查询。
InnoDB自动根据访问频率和模式（查询条件），来为某些热点页建立哈希索引。
4.异步IO
异步，同时可以进行IO Merge操作。
5.刷新邻接页
可以合并AIO的多个IO写入。——建议传统机械硬盘启用此特性，固态硬盘有着高IOPS，可以不用。
