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InnoDB引擎有幾個重點特性，為其帶來了更好的性能和可靠性：
- 插入緩沖（Insert Buffer）
- 兩次寫（Double Write）
- 自適應哈希索引（Adaptive Hash Index）
- 異步IO（Async IO）
- 刷新鄰接頁（Flush Neighbor Page）
今天我們的主題就是 插入緩沖（Insert Buffer）,由於InnoDB引擎底層數據存儲結構式B+樹，而對於索引我們又有聚集索引和非聚集索引。
在進行數據插入時必然會引起索引的變化，聚集索引不必說，一般都是遞增有序的。而非聚集索引就不一定是什么數據了，其離散性導致了在插入時結構的不斷變化，從而導致插入性能降低。
所以為了解決非聚集索引插入性能的問題，InnoDB引擎 創造了Insert Buffer。
Insert Buffer 的存儲
看到上圖，可能大家會認為Insert Buffer 就是InnoDB 緩沖池的一個組成部分。
重點：其實對也不對，InnoDB 緩沖池確實包含了Insert Buffer的信息，但Insert Buffer 其實和數據頁一樣，也是物理存在的（以B+樹的形式存在共享表空間中）。
Insert Buffer 的作用
先說幾個點：
-
一張表只能有一個主鍵索引，那是因為其物理存儲是一個B+樹。（別忘了聚集索引葉子節點存儲的數據，而數據只有一份）
-
非聚集索引葉子節點存的是聚集索引的主鍵
聚集索引的插入
首先我們知道在InnoDB存儲引擎中，主鍵是行唯一的標識符（也就是我們常叨叨的聚集索引）。我們平時插入數據一般都是按照主鍵遞增插入，因此聚集索引都是順序的，不需要磁盤的隨機讀取。
比如表：
CREATE TABLE test(
id INT AUTO_INCREMENT,
name VARCHAR(30),
PRIMARY KEY(id)
);
如上我創建了一個主鍵 id,它有以下的特性：
- Id列是自增長的
- Id列插入NULL值時，由於AUTO_INCREMENT的原因，其值會遞增
- 同時數據頁中的行記錄按id的值進行順序存放
一般情況下由於聚集索引的有序性，不需要隨機讀取頁中的數據，因為此類的順序插入速度是非常快的。
但如果你把列 Id 插入UUID這種數據，那你插入就是和非聚集索引一樣都是隨機的了。會導致你的B+ tree結構不停地變化，那性能必然會受到影響。
非聚集索引的插入
很多時候我們的表還會有很多非聚集索引，比如我按照b字段查詢，且b字段不是唯一的。如下表：
CREATE TABLE test(
id INT AUTO_INCREMENT,
name VARCHAR(30),
PRIMARY KEY(id),
KEY(name)
);
這里我創建了一個x表，它有以下特點：
- 有一個聚集索引 id
- 有一個不唯一的非聚集索引 name
- 在插入數據時數據頁是按照主鍵id進行順序存放
- 輔助索引 name的數據插入不是順序的
非聚集索引也是一顆B+樹，只是葉子節點存的是聚集索引的主鍵和name 的值。
因為不能保證name列的數據是順序的，所以非聚集索引這棵樹的插入必然也不是順序的了。
當然如果name列插入的是時間類型數據，那其非聚集索引的插入也是順序的。
Insert Buffer 的到來
可以看出非聚集索引插入的離散性導致了插入性能的下降，因此InnoDB引擎設計了 Insert Buffer來提高插入性能 。
我來看看使用Insert Buffer 是怎么插入的：
首先對於非聚集索引的插入或更新操作，不是每一次直接插入到索引頁中，而是先判斷插入的非聚集索引頁是否在緩沖池中。
若在，則直接插入；若不在，則先放入到一個Insert Buffer對象中。
給外部的感覺好像是樹已經插入非聚集的索引的葉子節點，而其實是存放在其他位置了
以一定的頻率和情況進行Insert Buffer和輔助索引頁子節點的merge（合並）操作，通常會將多個插入操作一起進行merge，這就大大的提升了非聚集索引的插入性能。
Insert Buffer的使用要求：
- 索引是非聚集索引
- 索引不是唯一（unique）的
只有滿足上面兩個必要條件時，InnoDB存儲引擎才會使用Insert Buffer來提高插入性能。
那為什么必須滿足上面兩個條件呢？
第一點索引是非聚集索引就不用說了，人家聚集索引本來就是順序的也不需要你
第二點必須不是唯一（unique）的，因為在寫入Insert Buffer時，數據庫並不會去判斷插入記錄的唯一性。如果再去查找肯定又是離散讀取的情況了，這樣InsertBuffer就失去了意義。
Insert Buffer信息查看
我們可以使用命令SHOW ENGINE INNODB STATUS來查看Insert Buffer的信息：
-------------------------------------
INSERT BUFFER AND ADAPTIVE HASH INDEX
-------------------------------------
Ibuf: size 7545, free list len 3790, seg size 11336,
8075308 inserts,7540969 merged sec, 2246304 merges
...
使用命令后，我們會看到很多信息，這里我們只看下INSERT BUFFER 的:
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seg size 代表當前Insert Buffer的大小 11336*16KB
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free listlen 代表了空閑列表的長度
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size 代表了已經合並記錄頁的數量
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Inserts 代表了插入的記錄數
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merged recs 代表了合並的插入記錄數量
-
merges 代表合並的次數，也就是實際讀取頁的次數
merges：merged recs大約為1∶3，代表了Insert Buffer 將對於非聚集索引頁的離散IO邏輯請求大約降低了2/3
Insert Buffer的問題
說了這么多針對於Insert Buffer的好處，但目前Insert Buffer也存在一個問題：
即在寫密集的情況下，插入緩沖會占用過多的緩沖池內存（innodb_buffer_pool），默認最大可以占用到1/2的緩沖池內存。
占用了過大的緩沖池必然會對其他緩沖池操作帶來影響
Insert Buffer的優化
MySQL5.5之前的版本中其實都叫做Insert Buffer，之后優化為 Change Buffer 可以看做是 Insert Buffer 的升級版。
插入緩沖（ Insert Buffer）這個其實只針對 INSERT 操作做了緩沖，而Change Buffer 對INSERT、DELETE、UPDATE都進行了緩沖，所以可以統稱為寫緩沖，其可以分為：
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Insert Buffer
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Delete Buffer
-
Purgebuffer
總結：
Insert Buffer到底是個什么？
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其實Insert Buffer的數據結構就是一棵B+樹。
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在MySQL 4.1之前的版本中每張表有一棵Insert Buffer B+樹
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目前版本是全局只有一棵Insert Buffer B+樹，負責對所有的表的輔助索引進行Insert Buffer
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這棵B+樹存放在共享表空間ibdata1中
以下幾種情況下 Insert Buffer會寫入真正非聚集索引，也就是所說的Merge Insert Buffer
- 當輔助索引頁被讀取到緩沖池中時
- Insert Buffer Bitmap頁追蹤到該輔助索引頁已無可用空間時
- Master Thread線程中每秒或每10秒會進行一次Merge Insert Buffer的操作
一句話概括下：
Insert Buffer 就是用於提升非聚集索引頁的插入性能的，其數據結構類似於數據頁的一個B+樹，物理存儲在共享表空間ibdata1中 。