内存
缓存池的作用
缓存池主要是为了加快数据的查询效率。如果每个查询语句都到磁盘中的数据库进行查询的话，那么进行io执行效率不高。所以在内存中开辟了一块空间，用来存储高频的查询语句，目的是为了提高查询效率。
- 当执行一条查询语句时，执行器会先到缓存池中寻找，如果命中，就直接返回。如果未命中，就到磁盘里读取数据，在将这条数据加入到缓存池中。
- 当执行一条更新语句时，会先进行查询定位要原始语句，流程同上，更新完会同时更新缓存池中的数据，同时将缓存池中的数据标记为脏页。等到合适的时候将内存刷盘，更新到磁盘中。
缓存池的容量
Buffer Pool 是在 MySQL 启动的时候，向操作系统申请的一片连续的内存空间，默认配置下 Buffer Pool 只有 128MB 。
可以通过调整 innodb_buffer_pool_size 参数来设置 Buffer Pool 的大小，一般建议设置成可用物理内存的 60%~80%。
缓存池的存储结构
在Inno db中，数据的存储以页为单位。一个页中有保存了多条数据。根据缓存一致性原理，查询的时候会将其附近的语句一起加载。那么在缓存池中，也会同样以页为单位进行存储，一个页的大小默认为16kb。每个页中的结构有数据页，索引页，插入缓存页，undo log页，自适应哈希索引页，锁信息页。为了能够更好的管理页，每个页开头都有一个控制块进行管理，控制块中的信息包括缓存页的表空间、页号、缓存页地址、链表节点等。
缓存池的功能
管理空闲页
采用链表结构，将控制块作为链表节点。通过设置一个free链表来快速定位到空闲页的位置。减少了查询的数据量。
管理脏页
基本上相当于空闲页的结构。
提高缓存命中率
原始LRU结构
LRU主要是为了提高数据读取效率而设计的。他的主要功能是最近访问的信息会出现在链表的头部，所以他被叫做：last receive user（最近使用）
最朴素的LRU结构的特点就是，
- 查询数据的时候，如果数据在LRU链表中，就将其提前到链表的头部。
- 如果数据不在链表中，就在内存中将数据插入LRU链表的头部，同时将LRU的最后一个元素退出队列。
但是这种结构很少被使用，因为他会导致一些问题：
- 预读失效
- 缓存池污染
解决预读失效
预读指的是因为内存的空间局部性原理，当查询到一个数据的时候也会将其临近内存地址的数据一起添加。为了减少磁盘io。针对于程序的空间局部性原理，是大部分情况下成立的，但是在一部分情况下预读的页完全没有被访问到。但是他会存储在链表头部，挤占后面链表的空间。大大降低了缓存的命中率。
解决预读失效的方法是将其划分为新生代和老年代，预读的页加入old区域的头部，等到真正读取到的时候，才进入young区域的头部。这样既兼顾了缓存一致性的原理，有防止因为预读失效而让热点数据过期的风险。等到新数据插入的时候，优先淘汰old区域的节点。young区域的最后一个节点进入old区域。
解决缓存池污染
当一条sql语句查询出大量数据的时候，他们可能只被查询了一次，但是却一起被加载到缓存区中。把原有的高频缓存数据挤占出去。
mysql在进入到 young 区域条件增加了一个停留在 old 区域的时间判断。
具体是这样做的，在对某个处在 old 区域的缓存页进行第一次访问时，就在它对应的控制块中记录下来这个访问时间：
- 如果后续的访问时间与第一次访问的时间在某个时间间隔内，那么该缓存页就不会被从 old 区域移动到 young 区域的头部；
- 如果后续的访问时间与第一次访问的时间不在某个时间间隔内，那么该缓存页移动到 young 区域的头部；
这个间隔时间是由 innodb_old_blocks_time 控制的，默认是 1000 ms。
也就说，只有同时满足「被访问」与「在 old 区域停留时间超过 1 秒」两个条件，才会被插入到 young 区域头部，这样就解决了 Buffer Pool 污染的问题 。
脏页刷入磁盘的时机
下面几种情况会触发脏页的刷新：
- 当 redo log 日志满了的情况下，会主动触发脏页刷新到磁盘；
- Buffer Pool 空间不足时，需要将一部分数据页淘汰掉，如果淘汰的是脏页，需要先将脏页同步到磁盘；
- MySQL 认为空闲时，后台线程会定期将适量的脏页刷入到磁盘；
- MySQL 正常关闭之前，会把所有的脏页刷入到磁盘；