第 16 章：Buffer Pool

这是《MySQL 8.0 源码与内核实战》的独立章节版。本章从概念、实操和生产排查三个视角展开，代码块保留了原书可直接运行的版本。 Buffer Pool 是 InnoDB 的内存页缓存。脏页、干净页、索引页、undo 页、锁信息和 AHI 都与其生命周期相关。

16.1 基本结构

logical page request
  -> page hash lookup
     |-- hit: return block
     +-- miss:
        -> read page from disk
           -> insert into LRU
              -> return block

关键点：

1. 以页为单位缓存；
2. 查找通过 page hash；
3. 淘汰通过 LRU 变体；
4. 修改页成为脏页；
5. 脏页由 page cleaner 刷盘；
6. 页 latch 控制并发访问。

16.2 LRU 变体

InnoDB 使用 young/old 子链表，降低全表扫描污染热数据的风险。

new pages
  -> old sublist
     -> survive threshold time
        -> move to young sublist

相关参数：

16.3 脏页刷盘

modify page in memory
  -> mark dirty
     -> write redo first
     -> page cleaner flush
        -> doublewrite
           -> data file

触发条件：

1. redo 空间压力；
2. 脏页比例；
3. LRU 空间不足；
4. checkpoint；
5. shutdown；
6. 用户线程辅助。

相关参数：

16.4 命中率

SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Innodb_buffer_pool_read%';

常用计算：

hit rate = 1 - Innodb_buffer_pool_reads / Innodb_buffer_pool_read_requests

16.5 并发控制

Buffer Pool 并发涉及：

1. buffer pool instance mutex；
2. page latch；
3. LRU list mutex；
4. flush list mutex；
5. free list mutex；
6. AHI latch。

性能视图：

SELECT event_name, count_star, sum_timer_wait
FROM performance_schema.events_waits_summary_global_by_event_name
WHERE event_name LIKE 'wait/synch/mutex/innodb/%'
ORDER BY sum_timer_wait DESC;

16.6 在线调整

SET GLOBAL innodb_buffer_pool_size=8589934592;

在线调整可能引发内存分配和内部锁等待，应在低峰执行并监控状态：

SHOW STATUS LIKE 'Innodb_buffer_pool_resize_status';

生产建议提前规划内存，不把它当常规动态调优手段。

16.7 页面观测

SELECT SPACE, PAGE_TYPE, COUNT(*) AS pages
FROM information_schema.innodb_buffer_page
GROUP BY SPACE, PAGE_TYPE
ORDER BY pages DESC
LIMIT 20;

查询系统表可能产生额外开销，生产上应限流或在测试库分析。

16.8 源码入口

断点：

b buf_page_get_gen
b buf_LRU_get_free_block
b buf_flush_page

本章小结

Buffer Pool 通过 LRU 变体缓存页，通过脏页列表和 page cleaner 异步落盘。命中率和脏页趋势是内存与 IO 判断的核心指标，在线调大需谨慎。

思考题

1. 为什么 InnoDB LRU 分 young/old 区？
2. redo log 压力如何影响脏页刷盘？
3. 命中率低有哪些原因？
4. dirty pages 高说明什么？
5. 在线调整 Buffer Pool 应注意什么？