MySQL 三层架构与 InnoDB 内存四大组件——先把地图铺开，再逐个深入
《数据库内核原理》第 1 篇：InnoDB 架构总览。
网上写MySQL架构的文章比较多，写InnoDB架构的文章比较少，今天简单说说InnoDB架构。
一分钟，一幅图，秒懂。
MySQL简要架构是怎么样的？
MySQL整体分为三层：
（1）客户端，是各种编程语言的connector；
（2）MySQL服务，内部包含各种组件，实现各种功能；
（3）文件系统，数据存储与日志；
其中，MySQL服务内，可以以插件的形式，实现各种存储引擎。
在InnoDB，MyISAM，Memory…等各种存储引擎中，InnoDB是使用范围最广的。
事务，行锁，聚集索引，MVCC…众多特性让InnoDB备受青睐。
InnoDB简要架构是怎么样的？
InnoDB整体也分为三层：
（1）内存结构(In-Memory Structure)，这一层在MySQL服务进程内；
（2）OS Cache，这一层属于内核态内存；
（3）磁盘结构(On-Disk Structure)，这一层在文件系统上；
这三层的交互有两类：
（1）通过OS Cache落地数据（上图中，两个短箭头）；
（2）直接O_Direct落地数据（长途中，长箭头）；
这是一个性能与一致性折衷的设计。
InnoDB内存结构包含哪些核心组件？
InnoDB内存结构包含四大核心组件，分别是：
（1）缓冲池(Buffer Pool)；
（2）写缓冲(Change Buffer)；
（3）自适应哈希索引(Adaptive Hash Index)；
（4）日志缓冲(Log Buffer)；
恰好，这四大核心组件，本系列后面都会详细展开。
缓冲池(Buffer Pool)
目的是提升InnoDB性能，加速读请求，避免每次数据访问都进行磁盘IO。
和系统架构设计中缓存的功能有点像，避免每次访问数据库。
这里面涉及的技术点包括：预读，局部性原理，LRU，预读失败+缓冲池污染，新生代老生代双链LRU…细节参见第 24 篇《InnoDB 缓冲池 buffer pool：LRU 的两次改良》。
写缓冲(Change Buffer)
目的是提升InnoDB性能，加速写请求，避免每次写入都进行磁盘IO。
我C，这个牛逼，写入居然都可以不进行磁盘IO？
细节参见第 25 篇《InnoDB 写缓冲 change buffer：写请求怎么免磁盘 IO？》，这篇文章的细节原理，特别有意思。
自适应哈希索引(Adaptive Hash Index)
目的是提升InnoDB性能，加速读请求，减少索引查询的寻路路径。
这里面涉及的技术点包括：聚集索引，普通索引，哈希索引…细节参见第 12 篇《InnoDB 到底支不支持哈希索引？》。
日志缓冲(Log Buffer)
目的是提升InnoDB性能，极大优化redo日志性能，并提供了高并发与强一致性的折衷方案。
这里面涉及的技术点包括：redo log作用，流程，三层架构，随机写优化为顺序写，次次写优化为批量写…细节参见第 28 篇《MySQL 事务已提交，数据却丢了？检查 innodb_flush_log_at_trx_commit》。
InnoDB磁盘结构包含哪些核心组件？
主要包括日志与表空间，其结构与原理比InnoDB内存结构更加复杂，如果大家感兴趣，未来再撰文详述。
一分钟系列，希望大家对InnoDB架构，以及InnoDB内存结构的四大组件有了更系统性的了解。
检验一下
检索练习 · 三层架构
MySQL 的简要架构分为哪三层？
检索练习 · InnoDB 三层
InnoDB 的三层架构中，「内存结构」与「磁盘结构」之间的数据落地有哪两类方式？
检索练习 · 四大组件
InnoDB 内存结构的四大核心组件是？
检索练习 · 组件职责
四大组件中，哪一个是为了「加速写请求，避免每次写入都进行磁盘 IO」？
架构地图铺开了，接下来的每一篇都是这张地图上的一个点。先从约束讲起——第 2 篇：一个 SQL 为什么只执行了一半？
知其然，知其所以然。思路比结论更重要。