MySQL :: MySQL 8.3 Reference Manual :: 17.5.2 Change Buffer

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MySQL 8.3 Reference Manual / ... / Change Buffer

17.5.2 更改缓冲区

更改缓冲区是一个特殊的数据结构，它缓存了对次要索引页面的更改，当这些页面不在缓冲池中时。缓存的更改可能来自INSERT、UPDATE或DELETE操作（DML），这些更改将在以后合并到缓冲池中。

图 17.3 更改缓冲区

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与聚簇索引不同，次要索引通常是非唯一的，并且插入次要索引的顺序是随机的。类似地，删除和更新操作可能会影响次要索引页面，而这些页面在索引树中不是相邻的。将缓存的更改合并到以后读取缓冲池中的页面中，可以避免大量的随机访问I/O操作。

定期地，purge 操作在系统空闲或慢速关闭时将更新的索引页面写入磁盘。purge 操作可以更高效地写入磁盘块，而不是每个值都写入磁盘。

更改缓冲区合并可能需要几个小时，因为有许多受影响的行和许多次要索引需要更新。在这段时间内，磁盘I/O将增加，这可能会导致磁盘绑定的查询速度变慢。更改缓冲区合并也可能在事务提交后继续进行，甚至在服务器关闭和重新启动后（见第 17.20.3 节，“强制 InnoDB 恢复”）。

在内存中，更改缓冲区占用缓冲池的一部分。在磁盘上，更改缓冲区是系统表空间的一部分，其中缓存索引更改，当数据库服务器关闭时。

缓存在更改缓冲区中的数据类型由innodb_change_buffering变量控制。有关更多信息，请参见配置更改缓冲区。您也可以配置最大更改缓冲区大小。有关更多信息，请参见配置更改缓冲区最大大小。

如果次要索引包含降序索引列或主键包含降序索引列，则不支持更改缓冲区。

有关更改缓冲区的常见问题，请参见第 A.16 节，“MySQL 8.3 FAQ: InnoDB 更改缓冲区”。

配置更改缓冲区

当执行INSERT、UPDATE和DELETE操作时，索引列的值（特别是次要键的值）通常是无序的，需要大量的I/O操作来更新次要索引。更改缓冲区缓存次要索引条目的更改，当相关页面不在缓冲池中时，从而避免了昂贵的I/O操作。

因为它可以减少磁盘读取和写入，配置更改缓冲区对I/O绑定的工作负载非常有价值；例如，具有大量DML操作的应用程序，如批量插入操作，会从更改缓冲区中受益。

然而，变化缓冲区占用了缓冲池的一部分，减少了缓存数据页的可用内存。如果工作集几乎适合缓冲池，或者您的表具有相对较少的次要索引，那么禁用变化缓冲区可能是有用的。如果工作数据集完全适合缓冲池，变化缓冲区不会增加额外的开销，因为它只适用于不在缓冲池中的页。

变量 innodb_change_buffering 控制 InnoDB 执行变化缓冲区的程度。您可以启用或禁用插入、删除操作（当索引记录最初标记为删除时）和清除操作（当索引记录物理删除时）的缓冲区。更新操作是插入和删除的组合。默认的 innodb_change_buffering 值是 all。

允许的 innodb_change_buffering 值包括：

all

默认值：缓冲插入、删除标记操作和清除操作。
none

不缓冲任何操作。
inserts

缓冲插入操作。
deletes

缓冲删除标记操作。
changes

缓冲插入和删除标记操作。
purges

缓冲后台物理删除操作。

您可以在 MySQL 选项文件（my.cnf 或 my.ini）中设置 innodb_change_buffering 变量，或者使用 SET GLOBAL 语句动态地更改它，需要足够的权限来设置全局系统变量。请参阅第 7.1.9.1 节，“系统变量权限”。更改设置将影响新的操作缓冲区；现有缓冲区条目的合并不受影响。

配置变化缓冲区最大大小

变量 innodb_change_buffer_max_size 允许配置变化缓冲区的最大大小作为缓冲池总大小的百分比。默认情况下，innodb_change_buffer_max_size 设置为 25。最大设置为 50。

考虑在 MySQL 服务器上增加 innodb_change_buffer_max_size，其中插入、更新和删除活动频繁，变化缓冲区合并无法跟上新的变化缓冲区条目，导致变化缓冲区达到最大大小限制。

考虑减少 innodb_change_buffer_max_size 在 MySQL 服务器上，用于静态数据的报告，或者如果变化缓冲区消耗了太多与缓冲池共享的内存空间，导致缓冲池中的页面过早失效。

使用代表性工作负载测试不同的设置，以确定最佳配置。innodb_change_buffer_max_size 变量是动态的，可以在不重新启动服务器的情况下修改设置。

监控变化缓冲区

以下选项可用于变化缓冲区监控：

InnoDB 标准监控输出包括变化缓冲区状态信息。要查看监控数据，请发出 SHOW ENGINE INNODB STATUS 语句。

mysql> SHOW ENGINE INNODB STATUS\G

变化缓冲区状态信息位于 INSERT BUFFER AND ADAPTIVE HASH INDEX 标题下，类似于以下内容：

-------------------------------------
INSERT BUFFER AND ADAPTIVE HASH INDEX
-------------------------------------
Ibuf: size 1, free list len 0, seg size 2, 0 merges
merged operations:
 insert 0, delete mark 0, delete 0
discarded operations:
 insert 0, delete mark 0, delete 0
Hash table size 4425293, used cells 32, node heap has 1 buffer(s)
13577.57 hash searches/s, 202.47 non-hash searches/s

有关更多信息，请参阅第 17.17.3 节，“InnoDB 标准监控器和锁监控器输出”。

信息模式INNODB_METRICS表提供了 InnoDB 标准监控器输出中的大多数数据点，以及其他数据点。要查看更改缓冲区指标和每个指标的描述，请发出以下查询：
```
mysql> SELECT NAME, COMMENT FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_METRICS WHERE NAME LIKE '%ibuf%'\G
```
请参阅第 17.15.6 节，“InnoDB 信息模式指标表”。
信息模式INNODB_BUFFER_PAGE表提供了缓冲池中每个页面的元数据，包括更改缓冲区索引和更改缓冲区位图页面。更改缓冲区页面由PAGE_TYPE标识。IBUF_INDEX是更改缓冲区索引页面的页面类型，而IBUF_BITMAP是更改缓冲区位图页面的页面类型。

Warning

查询INNODB_BUFFER_PAGE表可能会引入显著的性能开销。为了避免影响性能，请在测试实例上重现您要调查的问题，然后在测试实例上运行查询。

例如，您可以查询INNODB_BUFFER_PAGE表，以确定IBUF_INDEX和IBUF_BITMAP页面的近似数量作为缓冲池页面的百分比。
```
mysql> SELECT (SELECT COUNT(*) FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_BUFFER_PAGE
       WHERE PAGE_TYPE LIKE 'IBUF%') AS change_buffer_pages,
       (SELECT COUNT(*) FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_BUFFER_PAGE) AS total_pages,
       (SELECT ((change_buffer_pages/total_pages)*100))
       AS change_buffer_page_percentage;
+---------------------+-------------+-------------------------------+
| change_buffer_pages | total_pages | change_buffer_page_percentage |
+---------------------+-------------+-------------------------------+
|                  25 |        8192 |                        0.3052 |
+---------------------+-------------+-------------------------------+
```
有关INNODB_BUFFER_PAGE表提供的其他数据的信息，请参阅第 28.4.2 节，“信息模式 INNODB_BUFFER_PAGE 表”。有关相关的使用信息，请参阅第 17.15.5 节，“InnoDB 信息模式缓冲池表”。

性能模式提供了更改缓冲区互斥等待仪表盘，以便进行高级性能监控。要查看更改缓冲区仪表盘，请发出以下查询：

mysql> SELECT * FROM performance_schema.setup_instruments
       WHERE NAME LIKE '%wait/synch/mutex/innodb/ibuf%';
+-------------------------------------------------------+---------+-------+
| NAME                                                  | ENABLED | TIMED |
+-------------------------------------------------------+---------+-------+
| wait/synch/mutex/innodb/ibuf_bitmap_mutex             | YES     | YES   |
| wait/synch/mutex/innodb/ibuf_mutex                    | YES     | YES   |
| wait/synch/mutex/innodb/ibuf_pessimistic_insert_mutex | YES     | YES   |
+-------------------------------------------------------+---------+-------+

有关监控 InnoDB 互斥等待的信息，请参阅第 17.16.2 节，“使用性能模式监控 InnoDB 互斥等待”。

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