MySQL 数据库的提速器-写缓存（Change Buffer）

写缓存（Change Buffer） 是一种特殊的数据结构，用于在对数据变更时，如果数据所在的数据页没有在 buffer pool 中的话，在不影响数据一致性的前提下，InnoDB 引擎会将对数据的操作缓存在 Change Buffer 中，这样就省去了从磁盘中读入这个数据页。

将数据页从磁盘读入内存中涉及随机 IO 访问，这也是数据库里面成本最高的操作之一，而利用写缓存（Change Buffer）可以减少 IO 操作，从而提升数据库性能。

关于 MySQL 写缓存（Change Buffer），我们先来看看 InnoDB 的技术架构图：

Change Buffer 是 Buffer Pool 中的一部分，虽然 Change Buffer 名字叫 Buffer ，但是它也是可以持久化的，在右边的 System Tablespace 中可以看到持久化 Change Buffer 的空间。触发写缓存（Change Buffer）持久化操作有以下几种情况：

• 1、数据库空闲时，后台有线程定时持久化
• 2、数据库缓冲池不够用时
• 3、数据库正常关闭时
• 4、redo log 写满时

再单独看看 Change Buffer 的架构图，如下所示：

图中详细的描述了 Change Buffer 的功能，Change Buffer 中的数据最终还是会刷回到数据所在的原始数据页中，Change Buffer 数据应用到原始数据页，得到新的数据页的过程称之为 merge。merge 过程中只会将 Change Buffer 中与原始数据页有关的数据应用到原始数据页，以下三种情况会发生 merge 操作：

• 1、原始数据页加载到 Buffer Pool 时。
• 2、系统后台定时触发 merge 操作。
• 3、MySQL 数据库正常关闭时。

Change Buffer 的相关设置

上面就是写缓存（Change Buffer）的相关知识，写缓存（Change Buffer）我们也是可以使用命令参数来控制，MySQL 数据库提供了两个对写缓存（Change Buffer）的参数。

1、innodb_change_buffer_max_size

innodb_change_buffer_max_size 表示 Change Buffer 最大大小占 Buffer Pool 的百分比，默认为 25%。最大可以设置为 50%。

2、innodb_change_buffering

innodb_change_buffering 参数用来控制对哪些操作启用 Change Buffer 功能，默认是：all。innodb_change_buffering 参数有以下几种选择：

--all：      默认值。开启buffer inserts、delete-marking operations、purges
--none： 不开启change buffer
--inserts：  只是开启buffer insert操作
--deletes:  只是开delete-marking操作
--changes：  开启buffer insert操作和delete-marking操作
--purges：   对只是在后台执行的物理删除操作开启buffer功能

对上面写缓存（Change Buffer）如果你还是云里雾里的话，那么我们就用一个案例来说明一下 Change Buffer ，首先我们向数据库中插入两条数据：

mysql> insert into t(id,k) values(id1,k1),(id2,k2);

结合下面这张图来分析这两条插入语句。

假设当前是 K索引树的状态，K1 所在的数据页 page1 在 Buffer Pool 中，k2 所在的数据页不在 Buffer Pool 中，来看看这两条语句的执行流程：

1、对于 k1 这条数据，Page 1 在内存中，所以直接更新内存，不会使用到 Change Buffer；

2、k2 对应的数据页 Page 2 没有在内存中，就在内存的 change buffer 区域，记录下“我要往 Page 2 插入一行”这个信息，这个地方及其关键，并没有从磁盘中将 page2 加载到内存。

3、将上述两个动作记入 redo log 中（图中 3 和 4）。

4、后台线程会定时将 page1 和 Change Buffer 中的数据持久化

主要地方在于步骤二，这就是写缓存（Change Buffer）提高性能的地方，虽然 page2 并没有在内存中，但是并没有妨碍我们往数据库 page2 中插入数据，这就是写缓存（Change Buffer）的巧妙之处，也是写缓存（Change Buffer）提高 MySQL
的地方。

Change Buffer 适用场景

Change Buffer 并不是适用于所有场景，以下两种情况不适合开启 Change Buffer ：

• 1、数据库都是唯一索引

如果数据库都是唯一索引，那么在每次操作的时候都需要判断索引是否有冲突，势必要将数据加载到缓存中对比，因此也用不到 Change Buffer。

• 2、写入一个数据后，会立刻读取它

写入一个数据后，会立刻读取它，那么即使满足了条件，将更新先记录在 change buffer，但之后由于马上要访问这个数据页，会立即触发 merge 过程。这样随机访问 IO 的次数不会减少，反而增加了 change buffer 的维护代价。所以，对于这种业务模式来说，change buffer 反而起到了副作用。

以下几种情况开启 Change Buffer，会使得 MySQL 数据库明显提升：

• 1、数据库大部分是非唯一索引
• 2、业务是写多读少
• 3、写入数据之后并不会立即读取它

总体来说 InnoDB 的写缓存（Change Buffer）应用得当，会极大提高 MySQL 数据库的性能，使用不恰当的话，可能会适得其反。

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最后

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