浅析MySQL的lru链表

《浅析MySQL的LRU链表》是一篇介绍MySQL的缓存机制的文章，其中讲到了LRU链表的概念和在MySQL中的应用。以下是对该文章的详细讲解和完整攻略。

什么是LRU链表

• LRU：Least Recently Used，最近最少使用。
• LRU链表：对于一组数据，每当数据被访问时都将最近访问的数据放在链表头部，而链表尾部则是最近最少使用的数据。当链表满时，将链表尾部的数据丢弃即可。

LRU链表应用于数据库中的缓存机制，可以有效减少I/O操作次数，提高数据库查询性能。MySQL中使用LRU链表来实现缓存机制。

MySQL的缓存机制

MySQL的缓存机制包含了两层缓存：查询缓存和InnoDB缓存。

查询缓存

• 在命中查询缓存时，结果直接从缓存中返回，不必访问表内部。
• 缺点是，表的更新操作会清空查询缓存，影响了MySQL的性能。

InnoDB缓存（即内存池）

• InnoDB缓存占用的内存可以直接由mysql的参数innodb_buffer_pool_size来控制，这就是说你可以为InnoDB分配任意数量的内存。
• innodb_buffer_pool_size参数表示了在进程地址空间内被分配的缓冲区池的大小，以字节为单位。该参数可在MySQL服务启动时设置。
• 在InnoDB中有两个内存池，一个被称为数据字典缓冲区，另一个被称为InnoDB缓存池—一个在系统内存中被建立的缓存存储器。InnoDB缓存池（即内存池）存储了索引和数据页副本，并且已经被读入到缓存区中。

LRU链表在MySQL中的应用

• MySQL使用LRU算法来控制内存池中的数据页的驻留时间。每个数据页都有一个计数器，表示它最近被访问的时间，该计数器被称为页的访问时间戳。在每次访问数据页时，该页的时间戳被重置为当前时间戳。
• 当需要从InnoDB缓存池中获取一个数据页时，系统会根据页的访问时间戳的顺序，将最近使用的数据页放在链表头部，而将最近最少使用的数据页放在链表尾部。
• 如果需要创建新的数据页，或者在InnoDB缓存池中申请空间，需要从LRU链表的尾部开始清空数据页，释放内存。

示例说明

示例1

假设我们有一个数据结构如下：

struct A{
    int x;
    int y;
};

我们要对这个结构进行缓存管理，其中缓存规则为：最多缓存3个对象，将最近访问过的对象放在链表头部，将最近最少使用的对象放在链表尾部，当缓存满时，将链表尾部的对象丢弃。

这时，我们可以使用LRU链表来实现这个缓存管理规则，将最近使用过的对象插入到链表头部，当链表满时，将链表尾部的对象删除即可。

示例2

假设我们有一张用户表，我们使用MySQL的缓存机制来加速对用户信息的查询，缓存的大小为10MB，查询缓存的开关被关闭，MySQL使用的是InnoDB存储引擎。我们想要查询ID为1001的用户的信息，查询结果的大小为1MB，用户表的大小为500MB。

这时，MySQL从缓存中查找ID为1001的用户信息，发现缓存中没有该信息，于是会从磁盘上读取相应的数据，并将其存储在InnoDB缓存池中。由于缓存的大小为10MB，当InnoDB缓存池中的数据页占用超过10MB时，MySQL会使用LRU算法来释放一部分缓存中的数据页，而访问时间最久远的页会被释放。这样，可以在保证用户信息查询准确性的同时，提高MySQL的查询性能。