数据缓存和索引缓存是什么？其作用是？

数据缓存

指把数据行 (也就是实际的数据) 缓存到内存中

优点：

• 加快数据的读取操作
• 减少磁盘I/O，提升查询性能

缺点：

• 如果更新频繁，缓存会产生大量”脏页”，产生I/O压力 (可以了解关于缓存池如何处理数据更新的知识)
• 占用内存空间较多

适用场景：

• 需要快速响应的查询场景
• 有热点数据的、查询频繁的场景

实现：

• 缓存一般由数据库管理系统 (DBMS) 自动维护
• MySQL的InnoDB引擎通过Buffer pool管理缓存
• 应用层可以使用一些缓存中间件实现

索引缓存

指把索引结构上的索引节点缓存到内存中 (可能是部分节点，也可能是全部)

优点：

• 加快数据的定位操作
• 减少磁盘I/O，提高索引查找的效率

缺点：

• 索引频繁更新 (插入、删除或者更新索引列的数据)，缓存也会产生大量脏页，并且索引的更新可能是跨页的，会比数据缓存更新复杂，带来I/O压力。
  (索引更新也需要维护索引结构，比如b+树)
• 如果索引列较多，占用内存空间较大

适用场景：

• 查询频繁、且经常使用索引列的场景

实现：和数据缓存的实现相同，因为一般都使用同一个内存区域

数据缓存和索引缓存的协同作用

以InnoDB为例，一个查询流程：

1. 查询条件命中某索引
2. 检查缓存池中是否有相关索引页 (索引缓存)
3. 没有的话就把索引页加载到缓存池
4. 通过索引页找到数据页的位置
5. 检查缓存池中是否有相关数据页 (数据缓存)
6. 没有的话就把数据页加载到缓存池
7. 读取目标数据并返回