由於硬盤和內存的造價差異，一臺主機實例的硬盤容量通常會遠超於內存容量。對於數據庫等應用而言，爲了保證更快的查詢效率，通常會將使用過的數據放在內存中進行加速讀取。
數據頁與索引頁的LRU
數據頁和索引頁的目的在於緩存一部分的表數據和索引數據，其數據總量通常會超過緩衝池大小，所以緩衝池中應只緩衝那些經常使用的熱點數據。InnoDB內存管理使用的是最近最少使用(Least Recently Used, LRU)算法。來淘汰最久未使用的數據
在一般的LRU算法中，當鏈表中的某一個數據被讀取時，將會將其放置於隊首。當新增數據且鏈表已達最大數量時，將鏈表尾部的數據移除，並將新增的數據置於鏈表首部。
InnoDB的LRU並沒有使用傳統的雙端鏈表，而是做了改進，這裏有兩個問題：
- 預讀失效
- 緩衝池污染
優化預讀失效
由於預讀(Read-Ahead)，提前把頁放入了緩衝池，但最終 MySQL 並沒有從頁中讀取數據，稱爲預讀失效。
Read-Ahead機制
Read-Ahead用於異步預取buffer pool中的多個page的一個預測行爲。
InnoDB使用兩種提前預讀Read-Ahead算法來提高I/O性能。
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Linear read-ahead 線性預讀
如果一個extent中的被順序讀取的page超過或者等於 innodb_read_ahead_threshold 參數變量時，Innodb將會異步的將下一個extent讀取到buffer pool中，innodb_read_ahead_threshold可以設置爲0-64的任何值(注：innodb中每個extent就只有64個page)，默認爲56。值越大，訪問模式檢查就越嚴格。
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Random read-ahead 隨機預讀
如果當同一個extent中連續的13個page在buffer pool中發現時，Innodb會將該extent中的剩餘page讀到buffer pool中。控制參數 innodb_random_read_ahead 默認沒有開啓。
要優化預讀失效，思路是：
- 讓預讀失敗的頁，停留在緩衝池LRU裏的時間儘可能短
- 讓真正被讀取的頁，才挪到緩衝池LRU的頭部
InnoDB 的具體解決方法
由上圖可以看出 InnoDB 將 LRU List 分爲兩部分，默認前 5/8 爲 New Sublist（新生代）用於存儲經常被使用的熱點數據頁，後 3/8 爲 Old Sublist（老生代），新讀入的數據頁默認被放到 Old Sublist 中，只有滿足一定條件後，纔會被移入 New Sublist。
新生代和老生代代比例在 MySQL 中通過參數 innodb_old_blocks_pct 控制，值的範圍是5到95.默認值是37（即池的3/8）。
- 如果數據頁真正被讀取（預讀成功），纔會加入到新生代的頭部
- 如果數據頁沒有被讀取，則會比新生代裏的“熱數據頁”更早被淘汰出緩衝池
舉個例子，整個緩衝池如圖
假如有一個頁號爲 50 的數據頁頁被預讀加入緩衝池：
(a). 頁號爲50 的數據頁只會從老生代頭部插入，老生代尾部（也是整體尾部）的頁會被淘汰掉，即 8 號數據頁被淘汰。
(b). 假如頁號爲50 的數據頁不被真正讀取，即預讀失敗，它將比新生代的數據更早淘汰出緩衝池
(c). 假如 50 這一頁立刻被讀取到，例如SQL訪問了頁內的行row數據。它會被立刻加入到新生代的頭部，同時新生代的頁會被擠到老生代，此時並不會有頁面被真正淘汰
改進版緩衝池LRU能夠很好的解決“預讀失敗”的問題。但仍然無法解決緩衝池被污染但問題。
緩衝池污染
當某一個SQL語句，要批量掃描大量數據時，可能導致把緩衝池的所有頁都替換出去，導致大量熱數據被換出，MySQL 性能急劇下降，這種情況叫緩衝池污染。
解決方法
緩衝池加入了一個“老生代停留時間窗口”的機制：
(a). 假設T=老生代停留時間窗口
(b). 插入老生代頭部的頁，即使立刻被訪問，並不會立刻放入新生代頭部
(c). 只有滿足“被訪問”並且“在老生代停留時間”大於T，纔會被放入新生代頭部
假如批量數據掃描，有91、92、93、94、95、96、97、98、99等頁面將要依次被訪問
如果沒有“老生代停留時間窗口”的策略，這些批量被訪問的頁面，會置換出大量熱數據。
加入“老生代停留時間窗口”策略後，短時間內被大量加載的頁，並不會立刻插入新生代頭部，而是優先淘汰那些，短期內僅僅訪問了一次的頁。
只有在老生代呆的時間足夠久，停留時間大於T，纔會被插入新生代頭部。
老生代的停留時間由參數 innodb_old_blocks_time 控制，單位爲毫秒，默認是1000
總結
- 緩衝池(buffer pool)是一種常見的降低磁盤訪問的機制
- InnoDB的緩衝池以數據頁(page)爲單位緩存數據
- InnoDB 對普通 LRU 進行了優化，
- 將緩衝池分爲老生代和新生代，入緩衝池的頁，優先進入老生代，頁被訪問，才進入新生代，以解決預讀失效的問題。
- 同時採用老生代停留時間窗口機制，當數據頁被訪問且在老生代停留時間超過配置閾值的，才進入新生代，以解決批量數據訪問，大量熱數據淘汰的問題