一.InnoDB體系架構
InnoDB的總體結構主要由三部分組成：負責各個功能的線程，介於線程與磁盤間的內存緩衝（用於提高數據庫允許速度），存於磁盤的文件。
二.MySql後臺線程
2.1 MasterThread
MasterThread是核心線程，具有最高線程優先級，主要負責數據異步刷新到磁盤，包括：髒頁的刷新、插入緩衝的合併、UNDO頁的回收。MasterThread線程中有四種內部循環，分別爲：主循環loop、後臺循環backgroup loop、刷新循環flush loop、暫停循環suspend loop。每種循環分別在不同情況下運轉，負責執行不同的任務。
【注】：undo頁用於存放修改數據時被修改前的數據。對錶進行Update、Deleta等操作時，由於一致性讀的原因，需要保存這些行各個版本的信息在undo頁中。
2.1.1）主循環 loop
該循環的主要任務是：髒頁刷新、日誌緩衝刷新、無用undo頁的刪除、插入緩衝的合併至輔助索引頁。循環會每秒和每10秒依據情況進行以上操作。
每秒操作如下：
- 將重做日誌緩衝刷新到磁盤，即使該事務還未提交。（總是）
- 刷新innodb_io_capacity（默認值爲200）個髒頁至磁盤。（緩衝池中髒頁比例超過了配置文件中的innodb_max_dirty_pages_pct）
- 合併Insert Buffer至輔助索引頁。（前一秒的IO次數小於5次）
- 若當前沒有用戶活動，則切換到backgroup loop。
每10秒操作如下：
- 根據IO決定是否刷新一定數量的髒頁至磁盤。（前10秒的IO次數小於200）
- 合併一些Insert Buffer至輔助索引頁。（總是）
- 將重做日誌緩衝刷新到磁盤。（總是）
- 刪除無用的Undo頁。（總是，自InnoDB1.1版本開始，undo頁回收操作交由PurgeThread線程處理,）
- 根據髒頁佔比決定刷新多少髒頁至磁盤中。（髒頁比例超過buf_get_modified_radio_pct則刷新100個，否則刷新10個）
2.1.2）後臺循環 background loop
當沒有用戶活動（數據庫空閒）時或數據庫關閉（shutdown），便會切換到該循環。該循環主要執行以下操作：
- 刪除無用的Undo頁。（總是）
- 合併Insert Buffer至輔助索引頁。（總是）
- 跳回主循環（總數）
- 跳轉至flush loop中刷新100個頁，直至符合條件。
2.1.3）刷新循環 flush loop
刷新一定數量的髒頁到磁盤中。
2.1.4）暫停循環 suspend loop
將MasterThread掛起，等待時間發生。
三.內存緩衝
3.1 緩衝池
爲了平衡CPU的處理速度與磁盤讀寫速度間的不匹配，mySql會將磁盤上的物理頁讀取到內存中，以此提高數據庫的整體性能。自InnoDB1.0.x起，mySql允許創建多個緩衝池實例，這增加了數據庫的併發處理能力。
3.1.1）數據頁緩衝的管理
數據頁緩衝用於存放那些存儲數據的物理頁，mySql通過三種鏈表來管理這些內存。
（1）LRU List
LRU(Latest Recent Used 最近最少使用) List用於管理那些最近讀取的頁。那些最頻繁使用的頁在LRU List的前端，最少使用的頁在LRU List的尾端。爲了防止由於索引和數據掃描操作時讀入大量頁，導致的熱點數據頁被移除，mySql對傳統LRU算法進行了改進。
在傳統LRU鏈表上，增加了一個midPoint點，該點所在位置由參數innodb_old_blocks_pct控制。對於新讀取的頁將被現添加到鏈表的midPoint位置，並在參數innodb_old_blocks_times指定的時間後，加入到LRU的熱點列表（即LRU鏈表midPoint之前的位置）。
（2）Free List
Free List用於管理空閒頁。
（3）Flush List
用於管理髒頁，因此也稱爲髒頁列表。
3.2 重做日誌緩衝
InnoDB存儲引擎將重做日誌信息先寫入重做日誌緩存中，之後再以一定頻率刷新至重做日誌文件（重做日誌的內容應該類似於Redis的AOF文件）。重做日誌文件是循環使用的，而非無限增大，可以被循環利用的部分是指當數據庫發生宕機需要恢復時，不需要的那部分日誌。
【注】：Innodb通過日誌序列號LSN（Log Sequence Number）來完成日誌的循環利用，LSN記錄了寫入日誌的字節總量，在日誌文件、CheckPoint和頁都有LSN的記錄指。通過刷新回磁盤的最新頁LSN和已經寫入日誌的LSN，可以知道日誌文件哪一部分是有用的。
3.2.1）CheckPoint技術
3.3 插入緩衝
數據庫中的非聚集索引是使用B+樹實現的，這就導致了在非聚集索引中進行索引插入時，會離散訪問索引頁。但輔助索引在邏輯上是順序的，因此其插入也是比較順序的（比如已時間字段爲索引）。
爲了解決離散訪問帶來的效率問題，InnoDB引入了插入緩衝，對於非聚集索引的插入或更新操作，不是每一次都直接插入到索引頁中，而是先判斷索引頁是否在內存緩衝中，若在則直接插入，否則先放入插入緩衝。之後再以一定頻率進行插入緩衝與輔助索引頁子節點的合併。這樣往往可以將多次操作合併到一次對物理頁的訪問中去。
【注】：InnoDB從1.0.x版本開始引入了Change Buffer。該緩衝會用於緩存DML操作——INSERT、DELETE、UPDATE操作進行緩衝。ChangeBuffer適用的對象依然是非唯一輔助索引。
3.3.1）Insert Buffer的內部實現
B+樹
四.效率與可靠性的其它措施
4.1 兩次寫（DoubleWrite）
4.2 自適應哈希索引(AHI)
4.3 刷新鄰接頁