Buffer Pool导读
InnoDB Buffer Pool，可以说是InnoDB系统内部最重要的模块之一。通过系统参数innodb_buffer_pool_size，用户可以设置几G，几十G，乃至上百G的内存空间。那么，InnoDB存储引擎系统是如何管理这么大一片内存空间的呢？
l Buffer Pool空间如何初始化？
l Buffer Pool是通过什么数据结构管理的？
l 如何从Buffer Pool中分配page？
l Buffer Pool已满情况下，如何替换？
l Buffer Pool的LRU list，Flush list，Free list上分别有哪些操作？
l LRU list flush与Flush list flush有和不同？
本文将详细调研InnoDB Buffer Pool实现，回答以上提到的各个问题。
Buffer Pool初始化
本章主要讨论MySQL数据库InnoDB存储引擎系统初始化的时候，是如何分配buffer pool的内存空间，并且如何初始化这一大块内存空间的。
初始化流程
源码处理流程：
srv0start.cc::innobase_start_or_create_for_mysql
// 若用户指定的buf pool size大于1G，则设置最大的等待线程数为50000
if(srv_buf_pool_size>= 1000*1024*1024)
srv_max_n_threads = 50000;
// 初始化buf pool主函数入口
// 1.每个buf pool的大小为srv_buf_pool_size除以instance个数
// 2. 调用buf_pool_init_instance函数，初始化各个buf pool实例
// 3. 计算buf_pool LRU list中，oldList部分所占的比率，初始化时默认为3/8
// 此参数在运行时可以调整，若设置了不同的old ratio，则涉及到调整
// buf_pool->LRU_old指向的位置(LRU_old指向的是LRU list中位于old ratio处的
// block位置；old ration调整，LRU_old需要相应的做出调整)
// 关于LRU list被划分为new与old两部分的原因及意义，可参考
// The InnoDB Buffer Pool [1]
buf_pool_init(total_size, n_instances);
size = total_size / n_instances; 流程1
// 2.1 初始化buf pool的free list
// 2.2 计算每个buf pool实际所需要的空间。空间必须按照page_size对齐；
// 必须为每个page分配一个内存block结构，用于管理内存page
// 2.3调用os_men_alloc_large函数，为buf pool分配大块内存
// 若使用了大页(Huge Page)，则调用shmget, shmat, shmctl方法分配空间
// 若在windows平台下，则调用VirtualAlloc函数分配空间
// 若未使用MMAP，则调用ut_malloc_low函数分配空间
// 是使用MMAP，则调用mmap函数分配空间
//
// 2.4将分配出来的mem空间，按照page size对其，作为page的起点
// 2.5 将mem空间划分为两部分：前部分作为block结构的空间；后部分作为
// page的空间，page空间每一个page的起始位置，必须按照page size对齐
// block结构起始位置，为mem空间的0号位置；
// page空间的起始位置，为预留足够的block结构之后的第一个frame位置
// 2.6 为每一个page指定一个block头结构，并初始化：初始化各种mutex与lock
// 每个block头结构的大小：MySQL 5.1，32位 304 bytes；64位800 bytes
// 2.7 将page加入buf pool的free list链表，等待分配
// 2.8 创建buf pool对应的page hash表，若page对应于文件中的一个页，则page
// 在hash表中存在，便于page在内存中的快速定位
buf_pool_init_instance(); 流程2
UT_LIST_INIT(buf_pool->free);
buf_chunk_init();
mem_size = ut_2pow_round(mem_size, UNIV_PAGE_SIZE);
mem_size += ut_2pow_round((mem_size / UNIV_PAGE_SIZE) *
(sizeof *block) + (UNIV_PAGE_SIZE - 1), UNIV_PAGE_SIZE);
os0proc.cc::os_men_alloc_large(mem_size); 流程2.3
frame = (bytes *) ut_align(chuck->mem, UNIV_PAGE_SIZE); 流程2.4
buf_block_init(buf_pool, block, frame); 流程2.6
UT_LIST_ADD_LAST(buf_pool->free); 流程2.7
buf_pool->page_hash = hash_create(2 * buf_pool->curr_size); 流程2.8
buf_pool_set_sizes();
buf_LRU_old_ratio_update(100 * 3/ 8, FALSE); 流程3
buf0lru.cc::buf_LRU_old_ratio_update_instance();
btr_search_sys_create();
// 至此，系统启动时，buf pool的初始化完成