Physical Structure of an InnoDB Index

所有的innodb索引都是btree索引，索引記錄保存在葉子上，默認的索引頁大小是16K。當有新的記錄插入時，innodb出于對將來的insert和update操作的考慮，會嘗試留下1/16的空閑頁大小。

如果索引記錄是完全按照索引記錄的大小順序插入的，那么索引也將填滿整個頁大小的15/16，如果插入順序完全隨機，那么索引頁基本上填充為1/2至15/16自建。如果填充因子低于1/2,innodb會嘗試重建b-tree。

Mysql5.6以后，可以通過innodb_page_size參數設置當前實例下每個索引頁的大小，一旦設定，無法再更改回來。推薦的配置一般是16K，8K或者4K。另外假如一個Mysql實例設置了不同于默認值的innodb_page_size A，那么將無法使用其他不同于A值的實例上的文件（比如做一個物理備份和恢復）

Insert Buffering

數據庫應用通常按照主鍵順序插入的，在這種情況下，因為聚集索引的順序和這個主鍵值的順序完全一致，insert操作將會減少很多的隨機IO。

另一方面，二級索引通常不是唯一的，那么在二級索引中插入數據時是一個相對隨機的順序。同樣的，delete和update操作在影響數據頁時，涉及到索引的變更，在二級索引上也并不是緊挨著的。這就導致了大量的隨機IO。

當插入一條記錄，或者從非唯一的二級索引刪除一條記錄，innodb首先會去檢查該二級索引頁是否在緩沖池中。如果在緩沖池，innodb將會直接在內存中修改這個索引頁。如果該索引也不在緩沖池，那么innodb將會將這個修改記錄到插入緩沖，也就是insertbuffer。Insert buffer通常都比較小，所以能夠保證全部在緩沖池中，并且更新非常頻繁。這個修改的進程就是change buffering（通常情況下，它只會只作用于insert操作，所以也被稱為insertbuffering，而該數據結構就是insert buffer）

Disk I/O for Flushing the Insert Buffer

那么插入緩沖如何減少隨機IO的呢？每個一段時間，insert buffer會去合并在insertbuffer中的二級非唯一索引。通常情況下，它會合并N個修改到同一個btree索引的索引頁中，從而節約了很多IO操作。經測試，insertbuffer可以提高15倍的插入速度。

在事務提交后，insert buffer可能還在合并寫入。所以，假如當DB異常重啟，reovery階段，當有非常多的二級索引需要更新或插入時，insert buffer將可能花費很長時間，甚至幾個小時。在這個階段，磁盤IO將會增加，那么就會導致disk-bound類型的查詢有顯著的性能下滑。

Adaptive Hash Indexes

自適應哈希索引（AHI）使得innodb在緩沖池擁有足夠的內存和某些工作負載下，看起來更像一個內存數據庫，并且不會犧牲任何事務的特點和穩定性。這個特色由參數innodb_adaptive_hash_index控制，動態參數，默認為on表示打開自適應哈希索引，關閉AHI后內置哈希表將會被立馬清空，而正常的操作依舊可以繼續，只是直接通過訪問B-TREE索引。重新使能AHI后哈希表又會被重建。