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InnoDB源碼分析--緩沖池（二），innodb源碼--緩沖

編輯：MySQL綜合教程

InnoDB源碼分析--緩沖池（二），innodb源碼--緩沖

轉載請附原文鏈接：http://www.cnblogs.com/wingsless/p/5578727.html

上一篇中我簡單的分析了一下InnoDB緩沖池LRU算法的相關源碼，其實說不上是分析，應該是自己的筆記，不過我還是發揚大言不慚的精神寫成分析好了。在此之後，我繼續閱讀了Buf0rea.c文件，因為這裡寫的就是如何將block讀取到內存中的函數。

這個文件裡很顯眼的有這樣一個函數：buf_read_page，這是一個高層的函數，它的作用就是：reads a page asynchronously from a file to the buffer buf_pool if it is not already there。采用異步的方式將文件中的頁讀入buf_pool。大體上看一眼這個函數，發現它主要搞了以下幾個工作：

1 隨機預讀（buf_read_ahead_random）。隨機預讀是一個可以提高效率的策略，它的主要思想是：給定的space和offset確定的那頁，可以計算出一個范圍，如果這個范圍內的頁（pages）有一部分已經被訪問（阈值：BUF_READ_AHEAD_RANDOM_THRESHOLD），那麼這個范圍內的頁（pages）就會被預讀。看一下函數內是怎麼寫的：

//確定一個邊界，邊界內的頁，都要進行條件判斷
low  = (offset / BUF_READ_AHEAD_RANDOM_AREA)
        * BUF_READ_AHEAD_RANDOM_AREA;
    high = (offset / BUF_READ_AHEAD_RANDOM_AREA + 1)
        * BUF_READ_AHEAD_RANDOM_AREA;
    if (high > fil_space_get_size(space)) {

        high = fil_space_get_size(space);
    }

省略部分...
//對邊界內的頁進行條件判斷
for (i = low; i < high; i++) {
        block = buf_page_hash_get(space, i);

        if ((block)
            && (block->LRU_position > LRU_recent_limit)
            && block->accessed) {

            recent_blocks++;
        }
    }

    mutex_exit(&(buf_pool->mutex));

    if (recent_blocks < BUF_READ_AHEAD_RANDOM_THRESHOLD) {
        /* Do nothing */

        return(0);
    }
省略部分...
//如果之前的判斷都通過，則函數可以進行下面的步驟
//邊界范圍內的每一個頁都會被預讀：（buf_read_page_low），預讀采用異步的方式
for (i = low; i < high; i++) {
        /* It is only sensible to do read-ahead in the non-sync aio
        mode: hence FALSE as the first parameter */

        if (!ibuf_bitmap_page(i)) {
            count += buf_read_page_low(
                &err, FALSE,
                ibuf_mode | OS_AIO_SIMULATED_WAKE_LATER,
                space, tablespace_version, i);
            if (err == DB_TABLESPACE_DELETED) {
                ut_print_timestamp(stderr);
                fprintf(stderr,
                    "  InnoDB: Warning: in random"
                    " readahead trying to access\n"
                    "InnoDB: tablespace %lu page %lu,\n"
                    "InnoDB: but the tablespace does not"
                    " exist or is just being dropped.\n",
                    (ulong) space, (ulong) i);
            }
        }
    }

滿足條件的頁就會被預讀，注意預讀采用異步的方式，同時，（space,offset）指定的頁，也會被預讀。這裡是一個我有點搞不明白的地方，這個頁既然被異步預讀了，後面還會在同步的讀取一次，且聽後話。

2 物理讀取。預讀結束之後，buf_read_page函數就會調度buf_read_page_low函數，進行數據的讀取，注意這個函數剛才預讀的時候也使用過，但是這次采用同步的方式，注釋寫的很明白：“ We do the i/o in the synchronous aio mode to save thread”。這個函數還會在給block->frame加x-lock鎖，這個操作會在函數調度下一級函數buf_page_init_for_read的時候進行，代碼：rw_lock_x_lock_gen(&(block->lock), BUF_IO_READ)。而buf_page_init_for_read函數的主要作用就是從LRU裡分配一個buf_block_t*，並對這個buf_block_t*加x-lock鎖。我主要看到了這幾行：

//分配一個buffer block
block = buf_block_alloc();
//向buffer pool中初始化一個page
buf_page_init(space, offset, block);
//將block插入LRU鏈表中，只能插入old鏈表
buf_LRU_add_block(block, TRUE);        /* TRUE == to old blocks */
rw_lock_x_lock_gen(&(block->lock), BUF_IO_READ);

注意，buf_read_page_low函數中最後有這樣一段：

if (sync) {
        /* The i/o is already completed when we arrive from
        fil_read */
        buf_page_io_complete(block);
    }

如果是同步方式，那麼就用buf_page_io_complete函數釋放所有的x-lock：rw_lock_x_unlock_gen(&(block->lock), BUF_IO_READ);

3 物理讀取結束之後，會調度buf_flush_free_margin函數，在需要的情況下，flush掉LRU鏈表的尾部。

總結一下上面的步驟，發現這是地地道道的物理讀取，即從磁盤中將數據讀取到內存中。在《MySQL內核--InnoDB存儲引擎》一書的12章裡還介紹了一種讀取方式叫做邏輯讀取，現在分析如下。

從書中的描述裡看，我覺得這個叫做邏輯讀取有點不好理解。個人覺得這個邏輯讀取其實就是一個流程：

基於我的理解畫的，可能有疏漏的地方。這裡就需要看這個函數：buf_page_get_gen，它的注釋也寫得很明白：This is the general function used to get access to a database page。提供了一個訪問數據庫頁的通用方法。

這個函數有個很有意思的地方就是它的入參裡有很多的mode，這就給該函數帶來了許多種可能的返回。我無心看這些，但是有一個地方卻很吸引我，就是一個goto。學C的時候老師說，goto是C語言歷史上臭名昭著的一個關鍵字，大家初學，千萬別用。但是又有持不同意見的人認為善用goto能帶來意想不到的效果，我相信MySQL的作者們goto用的非常好。

函數中有一個loop標記，也就是說函數是循環著讀取block的，直到滿足一些條件。首先會從緩沖池裡尋找：block = buf_page_hash_get(space, offset)，沒有的話就會使用這個函數：buf_read_page(space, offset)將block讀入，然後goto到開始的地方，將block置為NULL，重新開始，這次就能從緩沖池裡找到block了。下面的代碼是很多的判斷，不過這裡很顯眼：

mutex_exit(&buf_pool->mutex);

    /* Check if this is the first access to the page*/    accessed = block->accessed;

    block->accessed = TRUE;

    mutex_exit(&block->mutex);

    buf_block_make_young(block);

省略部分...
if (!accessed) {
/* In the case of a first access, try to apply linear
read-ahead */

buf_read_ahead_linear(space, offset);
}

這裡判斷了block是不是第一次被訪問，但是很奇怪，這個block立刻就被make young了，這和我以前的認知倒是不太一樣了，不過這篇淘寶丁奇的博文（https://yq.aliyun.com/articles/8827）裡寫到了這一點，可以參考一下，經過我的分析發現，make young也不是那麼笨的，它要判斷這個block是不是需要被make young(if (buf_block_peek_if_too_old(block)))。如果是第一次被訪問，就會觸發線性預讀函數的調用。

終於說到了線性預讀。留著明天寫吧。

看代碼果然過瘾啊。