MySQL技术内幕：InnoDB存储引擎 pdf下载

第2版吸收了读者对第1版提出的许多宝贵意见和建议，弥补了第1版中深度有余、内容层次不够丰富、分析手法单一等诸多不足；另一方面针对MySQL 5.6对InnoDB存储引擎的变化部分进行了详细的剖析，内容与时具进。第2版的改动非常大，大约重写了50%的内容，主要体现在以下几个方面：
（1）增加了对MySQL 5.6中InnoDB存储引擎的新特性的讲解。MySQL 5.6是MySQL有史以来z大的一次更新，InnoDB存储引擎增加了许多新功能，如多线程清理线程、全文索引、在线索引添加、独立回滚端、非递归死锁检测、新的刷新算法、新的元数据表等。不仅讲解了这些新特性的局限性以及如何使用它们，而且还与老版本的InnoDB存储引擎进行了对比，能帮助读者在实际应用中充分利用这些特性。
（2）对InnoDB存储引擎的redo日志和undo日志进行了详细的分析，旨在帮助读者更好地理解InnoDB存储引擎事务的实现。
（3）对“第6章锁”进行大幅度的重写，读者可以更好地理解InnoDB存储引擎特有的next-key locking算法，并且通过分析锁的实现了解死锁可能产生的情况，以及InnoDB存储引擎内部是如何来避免死锁问题的产生。
（4）对InnoDB存储引擎的insert buffer模块实现进行了更为详细的介绍，读者可以了解其使用以及其内部的实现。此外，还增加了insert buffer的升级版本功能——change buffer。
（5）增加了InnoDB 1.2版本中新增的全文索引相关内容，现在用户可以在InnoDB存储引擎中使用全文索引，而不必再使用MyISAM引擎或者第三方的存储引擎。

本书由国内资深MySQL专家亲自执笔，国内外多位数据库专家联袂推荐。作为国内唯一一本关于InnoDB的专著，本书的第1版广受好评，第2版不仅针对MySQL 5.6对相关内容进行了全面的补充，还根据广大读者的反馈意见对第1版中存在的不足进行了完善，全书大约重写了50％的内容。本书从源代码的角度深度解析了InnoDB的体系结构、实现原理、工作机制，并给出了大量最佳实践，能帮助你系统而深入地掌握InnoDB，更重要的是，它能为你设计管理高性能、高可用的数据库系统提供优秀的指导。

全书一共10章，首先宏观地介绍了MySQL的体系结构和各种常见的存储引擎以及它们之间的比较；接着以InnoDB的内部实现为切入点，逐一详细讲解了InnoDB存储引擎内部的各个功能模块的实现原理，包括InnoDB存储引擎的体系结构、内存中的数据结构、基于InnoDB存储引擎的表和页的物理存储、索引与算法、文件、锁、事务、备份与恢复，以及InnoDB的性能调优等重要的知识；最后对InnoDB存储引擎源代码的编译和调试做了介绍，对大家阅读和理解InnoDB的源代码有重要的指导意义。

本书适合所有希望构建和管理高性能、高可用性的MySQL数据库系统的开发者和DBA阅读。

姜承尧（David Jiang）

资深MySQL数据库专家，擅长于数据库的故障诊断、性能调优、容灾处理、高可用和高扩展研究，同时一直致力于MySQL数据库底层实现原理的研究和探索。此外，对高性能数据库和数据仓库也有深刻而独到的理解。曾为MySQL编写了许多开源工具和性能扩展补丁，如广受好评的InnoDB引擎二级缓存项目。现任腾讯MySQL技术负责人。曾任网易杭州研究院技术经理，负责MySQL数据库的内核开发，参与设计与开发MySQL数据库在网易云环境中的应用。曾担任久游网数据库工程部经理，曾领导并参与了多个大型核心数据库的设计、实施、管理和维护，实战经验非常丰富。活跃于开源数据库以及开源软件领域，是著名开源社区ChinaUnix MySQL版块的版主，热衷于与网友分享自己的心得和体会，深受社区欢迎。
除本书外，他还撰写了《MySQL技术内幕：SQL编程》，是本书的姊妹篇，颇受好评。

InnoDB作为MySQL非常重要的存储引擎之一，在MySQL的企业级应用中占据着非常重要的地位。目前市场上介绍MySQL的书不算多，专门讲解InnoDB引擎的书更是凤毛麟角。本书不仅剖析了InnoDB引擎的实现原理，而且结合源代码揭示了InnoDB的工作机制，是作者多年应用经验的结晶。作者本人不仅在MySQL企业级应用上具有丰富的实战经验，在数据库开发方面也有很高的造诣，开发了性能不错的InnoDB引擎二级缓存项目，为开源社区贡献了自己的一份力量。
对于广大DBA和开发者而言，要知其然，更要知其所以然，只有明白了实现原理和工作机制才能更好地解决工作中遇到的问题。不管你是学习MySQL的新手还是能熟练使用MySQL的专家级人物，不管你是一般的应用开发人员还是专业的MySQL DBA，如果你想从容应对在工作中遇到的InnoDB问题，想以更优化的方式使用InnoDB引擎，想做出满足自己业务需要的InnoDB引擎特性，你一定能从本书中找到答案。
—— 杨海朝 新浪网（中国）技术有限公司首席DBA

作者是一位非常有经验的DBA，他将自己多年在MySQL存储引擎上积累的经验融汇成了这本书，并形成了自己的研究成果，实在是让人敬佩。本书内容深入且全面，像这样有内容的书已经越来越少，像这样有研究精神的人也越来越少。我不仅要向InnoDB的初学者推荐这本书，而且还要向富有经验的DBA推荐这本书，或许他们已经掌握了一些InnoDB的应用和调优知识，但这本书能帮助他们在这个方向上再前进“一小步”。
—— 顾懿 久游网 CEO

SQL Server企业版的一颗CPU License要人民币20多万，Oracle的License更是按照CPU内核数计算，这样的价格不是一般的成长型企业能承受得起的，对于有海量数据存储需求的大企业，License费用就更夸张了。可见，MySQL在数据库市场上的重要性是毋容置疑的。
然而，MySQL在教育上的投入远没有Microsoft和Oracle那样多，可以参考的书不多，其中大多数书又和帮助文档没有太多区别。毕竟，在这个心浮气躁的年代，愿意抛开杂念一心热衷于钻研IT技术的人越来越少了，坚持下来的，愿意花时间写书来分享自己经验的，就更少了。David就是这少数人当中的一个，认识他有十多年了，他给我的印象就是快乐的IT人，每次有新的发现或研究成果，都会很兴奋地跟我分享。这次，他把多年的InnoDB经验拿出来跟大家分享，完全是原创，希望MySQL的同行多多支持！
——Tom Sawyer
玫琳凯（中国）化妆品有限公司数据库架构师

为什么要写这本书

过去这些年我一直在和各种不同的数据库打交道，见证了MySQL从一个小型的关系型数据库发展为各大企业的核心数据库系统的过程，并且参与了一些大大小小的项目的开发工作，成功地帮助开发人员构建了可靠的、健壮的应用程序。在这个过程中积累了一些经验，正是这些不断累积的经验赋予了我灵感，于是有了这本书。这本书实际上反映了这些年来我做了哪些事情，其中汇集了很多同行每天可能都会遇到的一些问题，并给出了解决方案。

MySQL数据库独有的插件式存储引擎架构使其和其他任何数据库都不同。不同的存储引擎有着完全不同的功能，而InnoDB存储引擎的存在使得MySQL跃入了企业级数据库领域。本书完整地讲解了InnoDB存储引擎中最重要的一些内容，即InnoDB的体系结构和工作原理，并结合InnoDB的源代码讲解了它的内部实现机制。

本书不仅讲述了InnoDB存储引擎的诸多功能和特性，还阐述了如何正确地使用这些功能和特性，更重要的是，还尝试了教我们如何Think Different。Think Different是20世纪90年代苹果公司在其旷日持久的宣传活动中提出的一个口号，借此来重振公司的品牌，更重要的是，这个口号改变了人们对技术在日常生活中的作用的看法。需要注意的是，苹果的口号不是Think Differently，是Think Different，Different在这里做名词，意味该思考些什么。

很多DBA和开发人员都相信某些“神话”，然而这些“神话”往往都是错误的。无论计算机技术发展的速度变得多快，数据库的使用变得多么简单，任何时候Why都比What重要。只有真正理解了内部实现原理、体系结构，才能更好地去使用。这正是人类正确思考问题的原则。因此，对于当前出现的技术，尽管学习其应用很重要，但更重要的是，应当正确地理解和使用这些技术。

关于本书，我的头脑里有很多个目标，但最重要的是想告诉大家如下几个简单的观点：

·不要相信任何的“神话”，学会自己思考；

·不要墨守成规，大部分人都知道的事情可能是错误的；

·不要相信网上的传言，去测试，根据自己的实践做出决定；

·花时间充分地思考，敢于提出质疑。

当前有关MySQL的书籍大部分都集中在教读者如何使用MySQL，例如SQL语句的使用、复制的搭建的、数据的切分等。没错，这对快速掌握和使用MySQL数据库非常有好处，但是真正的数据库工作者需要了解的不仅仅是应用，更多的是内部的具体实现。

MySQL数据库独有的插件式存储引擎使得想要在一本书内完整地讲解各个存储引擎变得十分困难，有的书可能偏重对MyISAM的介绍，有的可能偏重对InnoDB存储引擎的介绍。对于初级的DBA来说，这可能会使他们的理解变得更困难。对于大多数MySQL DBA和开发人员来说，他们往往更希望了解作为MySQL企业级数据库应用的第一存储引擎的InnoDB，我想在本书中，他们完全可以找到他们希望了解的内容。

再强调一遍，任何时候Why都比What重要，本书从源代码的角度对InnoDB的存储引擎的整个体系架构的各个组成部分进行了系统的分析和讲解，剖析了InnoDB存储引擎的核心实现和工作机制，相信这在其他书中是很难找到的。

第1版与第2版的区别

本书是第2版，在写作中吸收了读者对上一版内容的许多意见和建议，同时对于最新MySQL 5.6中许多关于InnoDB存储引擎的部分进行了详细的解析与介绍。希望通过这些改进，给读者一个从应用到设计再到实现的完整理解，弥补上一版中深度有余，内容层次不够丰富、分析手法单一等诸多不足。

较第1版而言，第2版的改动非常大，基本上重写了50%的内容。其主要体现在以下几个方面，希望读者能够在阅读中体会到。

·本书增加了对最新MySQL 5.6中的InnoDB存储引擎特性的介绍。MySQL 5.6版本是有史以来最大的一次更新，InnoDB存储引擎更是添加了许多功能，如多线程清理线程、全文索引、在线索引添加、独立回滚段、非递归死锁检测、新的刷新算法、新的元数据表等。读者通过本书可以知道如何使用这些特性、新特性存在的局限性，并明白新功能与老版本InnoDB存储引擎之间实现的区别，从而在实际应用中充分利用这些特性。

·根据读者的要求对于InnoDB存储引擎的redo日志和undo日志进行了详细的分析。读者应该能更好地理解InnoDB存储引擎事务的实现。在undo日志分析中，通过InnoSQL自带的元数据表，用户终于可对undo日志进行统计和分析，极大提高了DBA对于InnoDB存储引擎内部的认知。

·对第6章进行大幅度的重写，读者可以更好地理解InnoDB存储引擎特有的next-key locking算法，并且通过分析锁的实现来了解死锁可能产生的情况，以及InnoDB存储引擎内部是如何来避免死锁问题的产生的。

·根据读者的反馈，对InnoDB存储引擎的insert buffer模块实现进行了更为详细的介绍，读者可以了解其使用方法以及其内部的实现原理。此外还增加了对insert buffer的升级版本功能——change buffer的介绍。

读者对象

本书不是一本面向应用的数据库类书籍，也不是一本参考手册，更不会教你如何在MySQL中使用SQL语句。本书面向那些使用MySQL InnoDB存储引擎作为数据库后端开发应用程序的开发者和有一定经验的MySQL DBA。书中的大部分例子都是用SQL语句来展示关键特性的，如果想通过本书来了解如何启动MySQL、如何配置Replication环境，可能并不能如愿。不过，在本书中，你将知道InnoDB存储引擎是如何工作的，它的关键特性的功能和作用是什么，以及如何正确配置和使用这些特性。

如果你想更好地使用InnoDB存储引擎，如果你想让你的数据库应用获得更好的性能，就请阅读本书。从某种程度上讲，技术经理或总监也要非常了解数据库，要知道数据库对于企业的重要性。如果技术经理或总监想安排员工参加MySQL数据库技术方面的培训，完全可以利用本书来“充电”，相信你一定不会失望的。

要想更好地学习本书的内容，要求具备以下条件：

·掌握SQL。

·掌握基本的MySQL操作。

·接触过一些高级语言，如C、C++、Python或Java。

·对一些基本算法有所了解，因为本书会分析InnoDB存储引擎的部分源代码，如果你能看懂这些算法，这会对你的理解非常有帮助。

如何阅读本书

本书一共有10章，每一章都像一本“迷你书”，可以单独成册，也就说你完全可以从书中任何一章开始阅读。例如，要了解第10章中的InnoDB源代码编译和调试的知识，就不必先去阅读第3章有关文件的知识。当然，如果你不太确定自己是否已经对本书所涉及的内容完全掌握了，建议你系统性地阅读本书。

本书不是一本入门书籍，不会一步步引导你去如何操作。倘若你尚不了解InnoDB存储引擎，本书对你来说可能就显得沉重一些，建议你先查阅官方的API文档，大致掌握InnoDB的基础知识，然后再来学习本书，相信你会领略到不同的风景。

为了便于大家阅读，本书将源代码附在了书中，因此占去了一些篇幅，还请大家理解。

勘误和支持

由于作者对InnoDB存储引擎的认知水平有限，再加上写作时可能存在疏漏，书中还存在许多需要改进的地方。在此，欢迎读者朋友们指出书中存在的问题，并提出指导性意见，不甚感谢。如果大家有任何与本书相关的内容需要与我探讨，请发邮件到jiangchengyao@gmail.com，或者通过新浪微博@insidemysql与我联系，我会及时给予回复。最后，衷心地希望本书能给大家带来帮助，并祝大家阅读愉快!

致谢

在编写本书的过程中，我得到了很多朋友的热心帮助。首先要感谢Pecona公司的CEO Peter Zaitsev和CTO Vadim Tkachenko，通过和他们的不断交流，使我对InnoDB存储引擎有了更进一步的了解，同时知道了怎样才能正确地将InnoDB存储引擎的补丁应用到生产环境。

其次，要感谢网易公司的各位同事们，能在才华横溢、充满创意的团队中工作我感到非常荣幸和兴奋。也因为在这个开放的工作环境中，我可以不断进行研究和创新。

此外，我还要感谢我的母亲，写本书不是一件容易的事，特别是这本书还想传达一些思想，在这个过程中我遇到了很多的困难，感谢她在这个过程中给予我的支持和鼓励。

最后，一份特别的感谢要送给本书的策划编辑杨福川和姜影，他们使得本书变得生动和更具有灵魂。此外还要感谢出版社的其他默默工作的同事们。

姜承尧

◆推荐序◆

It’s fair to say that MySQL is the most popular open source database. It has a very large installed base and number of users. Let’s see what are the reasons MySQL is so popular, where it stands currently, and maybe touch on some of its future (although predicting the future is rarely successful).

Looking at the customer area of MySQL, which includes Facebook, Flickr, Adobe (in Creative Suite 3), Drupal, Digg, LinkedIn, Wikipedia, eBay, YouTube, Google AdSense (source http://mysql.com/customers/ and public resources), it’s obvious that MySQL is everywhere. When you log in to your popular forum (powered by Bulleting) or blog (powered by WordPress), most likely it has MySQL as its backend database. Traditionally, two MySQL’s characteristics, simplicity of use and performance, were what allowed it to gain such popularity. In addition to that, availability on a very wide range of platforms (including Windows) and built-in replication, which provides an easy scale-out solution for read-only clients, gave more user attractions and production deployments. There is simple evidence of MySQL’s simplicity: In 15 minutes or less, you really can get installed, have a working database, and start running queries and store data. From its early stages MySQL had a good interface to most popular languages for Web development - PHP and Perl, and also Java and ODBC connectors.

There are two best known storage engines in MySQL: MyISAM and InnoDB (I don’t cover NDB cluster here; it’s a totally different story). MyISAM comes as the default storage engine and historically it is the oldest, but InnoDB is ACID compliant and provides transactions, row-level locking, MVCC, automatic recovery and data corruption detection. This makes it the storage engine you want to choose for your application. Also, there is the third-party transaction storage engine PBXT, with characteristics similar to InnoDB, which is included in the MariaDB distribution.

MySQL’s simplicity has its own drawback. Just as it is very easy to start working with it, it is very easy to start getting into trouble with it. As soon as your website or forum gets popular, you may figure out that the database is a bottleneck, and that you need special skills and tools to fix it.

The author of this book is a MySQL expert, especially in InnoDB storage engineB. Hence, I highly recommend this book to new users of InnoDB as well as uers who already have well-tuned InnoDB-based applications but need to get internal out of them.

Vadim Tkachenko

全球知名MySQL数据库服务提供商Percona公司CTO

知名MySQL数据库博客MySQLPerformanceBlog.com作者

《高性能MySQL（第2版）》作者之一