對(duì)于LRU鏈表中尾部的緩存頁，是如何淘汰他們刷入磁盤的？

1、Buffer Pool的緩存頁以及幾個(gè)鏈表的使用回顧

接著我們來講講，你的Buffer Pool在運(yùn)行中被使用的時(shí)候，實(shí)際上會(huì)頻繁的從磁盤上加載數(shù)據(jù)頁到他的緩存頁里去，然后free鏈表、flush鏈表、lru鏈表都會(huì)在使用的時(shí)候同時(shí)被使用

比如數(shù)據(jù)加載到一個(gè)緩存頁，free鏈表里會(huì)移除這個(gè)緩存頁，然后lru鏈表的冷數(shù)據(jù)區(qū)域的頭部會(huì)放入這個(gè)緩存頁。

然后如果你要是修改了一個(gè)緩存頁，那么flush鏈表中會(huì)記錄這個(gè)臟頁，lru鏈表中還可能會(huì)把你從冷數(shù)據(jù)區(qū)域移動(dòng)到熱數(shù)據(jù)區(qū)域的頭部去。

如果你是查詢了一個(gè)緩存頁，那么此時(shí)就會(huì)把這個(gè)緩存頁在lru鏈表中移動(dòng)到熱數(shù)據(jù)區(qū)域去，或者在熱數(shù)據(jù)區(qū)域中也有可能會(huì)移動(dòng)到頭部去。

總之，MySQL在執(zhí)行CRUD的時(shí)候，首先就是大量的操作緩存頁以及對(duì)應(yīng)的幾個(gè)鏈表。然后在緩存頁都滿的時(shí)候，必然要想辦法把一些緩存頁給刷入磁盤，然后清空這幾個(gè)緩存頁，接著把需要的數(shù)據(jù)頁加載到緩存頁里去！

我們已經(jīng)知道，他是根據(jù)LRU鏈表去淘汰緩存頁的，那么他到底是什么時(shí)候把LRU鏈表的冷數(shù)據(jù)區(qū)域中的緩存頁刷入磁盤的呢？實(shí)際上他有幾個(gè)時(shí)機(jī)。

2、定時(shí)把LRU尾部的部分緩存頁刷入磁盤

首先第一個(gè)時(shí)機(jī)，并不是在緩存頁滿的時(shí)候，才會(huì)挑選LRU冷數(shù)據(jù)區(qū)域尾部的幾個(gè)緩存頁刷入磁盤，而是有一個(gè)后臺(tái)線程，他會(huì)運(yùn)行一個(gè)定時(shí)任務(wù)，這個(gè)定時(shí)任務(wù)每隔一段時(shí)間就會(huì)把LRU鏈表的冷數(shù)據(jù)區(qū)域的尾部的一些緩存頁，刷入磁盤里去，清空這幾個(gè)緩存頁，把他們加入回free鏈表去！

所以實(shí)際上在緩存頁沒用完的時(shí)候，可能就會(huì)清空一些緩存頁了，我們看下面的圖示。

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所以大家會(huì)發(fā)現(xiàn)，只要有這個(gè)后臺(tái)線程定時(shí)運(yùn)行，可能你的緩存頁都沒用完呢，人家就給你把一批冷數(shù)據(jù)的緩存頁刷入磁盤，清空出來一批緩存頁，那么你就多了一批可以使用的空閑緩存頁了！

所以如果在一個(gè)動(dòng)態(tài)的運(yùn)行效果中思考，大概就是你不停的加載數(shù)據(jù)到一些空閑的緩存頁里去，然后這些緩存頁可能被使用，會(huì)在lru鏈表中各種移動(dòng)。然后同時(shí)有一個(gè)后臺(tái)線程還不停的把冷數(shù)據(jù)區(qū)域的一些不用的緩存頁刷入磁盤中，清空一些緩存頁出來。

只要有緩存頁被刷人磁盤，大家可以想象一下，那么這個(gè)緩存頁必然會(huì)加入到free鏈表中，從flush鏈表中移除，從lru鏈表中移除。

3、把flush鏈表中的一些緩存頁定時(shí)刷入磁盤

如果僅僅是把LRU鏈表中的冷數(shù)據(jù)區(qū)域的緩存頁刷入磁盤，大家覺得夠嗎？

明顯不夠啊，因?yàn)樵趌ru鏈表的熱數(shù)據(jù)區(qū)域里的很多緩存頁可能也會(huì)被頻繁的修改，難道他們永遠(yuǎn)都不刷入磁盤中了嗎？

所以這個(gè)后臺(tái)線程同時(shí)也會(huì)在MySQL不怎么繁忙的時(shí)候，找個(gè)時(shí)間把flush鏈表中的緩存頁都刷入磁盤中，這樣被你修改過的數(shù)據(jù)，遲早都會(huì)刷入磁盤的！

只要flush鏈表中的一波緩存頁被刷入了磁盤，那么這些緩存頁也會(huì)從flush鏈表和lru鏈表中移除，然后加入到free鏈表中去！

所以你可以理解為，你一邊不停的加載數(shù)據(jù)到緩存頁里去，不停的查詢和修改緩存數(shù)據(jù)，然后free鏈表中的緩存頁不停的在減少，flush鏈表中的緩存頁不停的在增加，lru鏈表中的緩存頁不停的在增加和移動(dòng)。

另外一邊，你的后臺(tái)線程不停的在把lru鏈表的冷數(shù)據(jù)區(qū)域的緩存頁以及flush鏈表的緩存頁，刷入磁盤中來清空緩存頁，然后flush鏈表和lru鏈表中的緩存頁在減少，free鏈表中的緩存頁在增加。

這就是一個(gè)動(dòng)態(tài)運(yùn)行起來的效果！

4、實(shí)在沒有空閑緩存頁了怎么辦？

那么實(shí)在沒有空閑緩存頁了怎么辦呢？

此時(shí)可能所有的free鏈表都被使用了，然后flush鏈表中有一大堆被修改過的緩存頁，lru鏈表中有一大堆的緩存頁，根據(jù)冷熱數(shù)據(jù)進(jìn)行了分離，大致是如此的效果。

這個(gè)時(shí)候如果要從磁盤加載數(shù)據(jù)頁到一個(gè)空閑緩存頁中，此時(shí)就會(huì)從LRU鏈表的冷數(shù)據(jù)區(qū)域的尾部找到一個(gè)緩存頁，他一定是最不經(jīng)常使用的緩存頁！然后把他刷入磁盤和清空，然后把數(shù)據(jù)頁加載到這個(gè)騰出來的空閑緩存頁里去！

這就是MySQL的Buffer Pool緩存機(jī)制的一整套運(yùn)行原理！我們已經(jīng)完整的講完了緩存頁的加載和使用，以及free鏈表、flush鏈表、lru鏈表是怎么使用的，包括緩存頁是如何刷入磁盤騰出來空閑緩存頁的，以及緩存頁沒有空閑的時(shí)候應(yīng)該怎么處理。

大家首先理解了最近幾篇文章之后，就應(yīng)該完全理解了，MySQL在執(zhí)行CRUD操作的時(shí)候，是如何盡可能基于內(nèi)存中的緩存來處理的。

5、今日思考題

今天我們來給大家一個(gè)思考題，大家發(fā)現(xiàn)沒有，如果你在執(zhí)行CRUD的時(shí)候要從磁盤加載數(shù)據(jù)頁到Buffer Pool的緩存頁的時(shí)候，一旦此時(shí)沒有空閑的緩存頁，就必須從LRU鏈表的冷數(shù)據(jù)區(qū)域的尾部把一個(gè)緩存頁刷入磁盤，然后騰出來一個(gè)空閑的緩存頁，接著你才能基于緩存數(shù)據(jù)來執(zhí)行這個(gè)CRUD的操作。

但是如果頻繁的出現(xiàn)這樣的一個(gè)情況，那你的很多CRUD執(zhí)行的時(shí)候，難道都要先刷一個(gè)緩存頁到磁盤上去？然后再從磁盤上讀取一個(gè)數(shù)據(jù)頁到空閑的緩存頁里來？這樣豈不是每次CRUD操作都要執(zhí)行兩次磁盤IO？那么性能豈不是會(huì)極差？

所以我們來思考一個(gè)問題：你的MySQL的內(nèi)核參數(shù)，應(yīng)該如何優(yōu)化，優(yōu)化哪些地方的行為，才能夠盡可能的避免在執(zhí)行CRUD的時(shí)候，經(jīng)常要先刷一個(gè)緩存頁到磁盤上去，才能讀取一個(gè)磁盤上的數(shù)據(jù)頁到空閑緩存頁里來？

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