1. 问题引入：free链表空了怎么办？

在之前的文章中，我们详细讲解了MySQL Buffer Pool中缓存页的划分、free链表的管理，以及数据页从磁盘加载到缓存页的过程。今天我们来分析一个更实际的问题：当Buffer Pool中的空闲缓存页用完时，系统该如何处理？

1.1 缓存页耗尽的必然性

随着数据库持续运行，不断有数据页从磁盘加载到Buffer Pool中：

l 每次数据加载都会从free链表获取一个空闲缓存页

l free链表中的节点会越来越少

l 最终必然出现free链表为空的情况

当free链表耗尽时，新的数据页将无法加载，此时必须淘汰部分现有缓存页。

2. 淘汰策略：该把谁"请"出内存？

2.1 什么是淘汰缓存页？

淘汰缓存页是指：

l 将被修改过的缓存页数据刷新到磁盘（如果它是脏页）

l 清空该缓存页

l 将其重新加入free链表，变为可用状态

这个过程确保了内存资源的循环利用，但引出一个关键问题：应该淘汰哪些缓存页？

3. 核心指标：缓存命中率

为了做出最优淘汰决策，MySQL引入了缓存命中率的概念：

核心原则：优先淘汰"占着茅坑不拉屎"的缓存页——即那些长期不被访问却占用内存资源的页面。

4. LRU链表：智能淘汰的指挥官

4.1 LRU基本概念

MySQL通过LRU链表（Least Recently Used，最近最少使用）来实现智能淘汰：

工作原理：最近被访问的缓存页移动到链表头部，久未访问的页面自然沉降到尾部。

4.2 LRU链表运作机制

数据加载时

当从磁盘加载数据页到缓存页：

l 将该缓存页的描述信息块放入LRU链表头部

l 表示这是最新被使用的页面

数据访问时

当查询或修改某个已存在的缓存页：

· 无论该缓存页在LRU链表的哪个位置

· 立即将其移动到链表头部

· 表示它刚被访问过，近期可能再次被访问

淘汰决策时

当需要腾出空闲缓存页：

· 直接从LRU链表尾部选取

· 尾部的页面就是"最近最少使用"的页面

· 将其刷新到磁盘后清空

5. 技术图解

图1：free链表耗尽的场景

图2：LRU链表驱动的淘汰流程

6. 思考题解答：表/行 vs 表空间/数据页

问题：SQL中的表、行与表空间、数据页之间是什么关系？

答案：

l 逻辑概念：表、列、行——面向开发者的抽象，关注数据结构

l 物理概念：表空间、数据页——面向存储的实现，关注数据在磁盘的组织方式

类比：

就像你看一本书，只关注"章节"和"段落"（逻辑），而不必关心"纸张"和"印刷墨迹"（物理）。数据库自动将逻辑结构映射为物理存储。

7. 总结要点

l free链表耗尽是常态：持续的数据加载必然导致空闲页用完

l LRU是淘汰依据：通过访问时间戳智能判断页面热度

l 头部-尾部机制：热点数据在头部，冷数据自然沉降尾部

l 性能保障：确保内存中保留的都是高价值数据，最大化缓存命中率