在innodb中实现了自己的内存池系统和内存堆分配系统，在innodb的内存管理系统中，大致分为三个部分：基础的内存块分配管理、内存伙伴分配器和内存堆分配器。innodb定义和实现内存池的主要目的是提供内存的使用率和效率，防止内存碎片和内存分配跟踪和调试。我们先来看看他们的关系和结构。
下面是它的关系结构图：
上图中的：
ut_mem_block块是基础内存管理
Buddy allocator是内存伙伴分配器
mem_heap是内存堆分配器
1.基础内存管理
通过一个链表结构体来管理已经分配的内存。结构体例如以下：
typedef ut_mem_block_struct
{
ulint size; /*这个被分配block的内存大小*/
ulint magic_n; /*节点魔法字，用于校验所用*/
UT_LIST_NODE_T(ut_mem_block_t) mem_block_list; /*block list node,指定prev node和next node*/
};
关于block的list定义是个全局的变量。UT_LIST_BASE_NODE_T(ut_mem_block_t)
ut_mem_block_list;全部分配的block都会增加到这个list其中。
在ut_malloc_low函数分配内存的时候会将分配的block增加到list其中。在ut_free的时候会所释放的内存所在的block从list其中删除。
除了这两个函数以外，innodb还提供ut_free_all_mem函数来释放全部分配的block和统计分配内存的总数ut_total_allocated_memory功能。
ut_malloc_low 分配一个n长度的内存块，并将分配的块记录到ut_mem_block_list其中.
ut_malloc 与ut_malloc_low功能同样，可是会用0初始化所分配的内存。
ut_free 释放一个分配的内存块，并将其从ut_mem_block_list其中删除。
ut_free_all_mem 释放ut_mem_block_list全部的内存块并清空ut_mem_block_list
以上函数是支持多线程并发操作的。也就是说是线程安全的。
2.伙伴分配器
innodb的伙伴分配器是基于2的基数为基础的管理方式，其buddy alloc pool的定义例如以下：
struct mem_pool_struct
{
byte* buf; /*总体内存的句柄*/
ulint size; /*总体内存大小*/
ulint reserved; /*当前分配出去的总内存大小*/
mutex mutex; /*多线程相互排斥量*/
UT_LIST_BASE_NODE_T(mem_area_t) free_list[64]; /*area_t链表数组,每一个数组单元能管理2的i次方内存块列表，i是数组的下标*/
}；
struct mem_area_struct
{
ulint size_and_free; /*area的内存大小（一定是2的次方），最后一个bit表示是否已经释放*/
UT_LIST_NODE_T(mem_area_t) free_list; /*area链表的上下area,由于buddy area是会分裂的，有可能多个*/
};
mem_area_t是一个buddy的内存区域。也就是mem_area_struct。
下面是一个32位机器管理1024字节内存块的buddy list分布：
watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQveXVhbnJ4ZHU=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center" alt="">
2.1mem_area_t的分裂
2.2mem_area_t的合并
1.使用者归还伙伴分配的内存，首先会依据area_t的信息去找到自己的buddy,也就是第8层另外一个没有被分配的area.
2.找到buddy area后。推断buddy area是否是释放状态，假设是，触发合并。将自己和buddy area从第8层删除，合并成一个512大小的第9层area,
3.在反复1 ~ 2步，又会将自己和第九层另外一个buddy area合并成一个1024大小的第10层area.
2.3buddy allocator的接口函数:
mem_area_alloc 用buddy allocator分配一块内存
mem_area_free 将一块内存归还给buddy allocator
mem_pool_get_reserved 获得buddy allocator已经使用的内存大小
3内存分配堆(memory heap)
struct mem_block_info_struct
{
ulint magic_n; /*魔法字*/
char file_name[8]; /*分配内存的文件*/
ulint line; /*分配内存的文件所在行*/
ulint len; /*block的长度*/
ulint type; /*依赖的底层分配类型，有DYNAMIC、BUFFER、BTR_SEARCH三种类型*/
ibool init_block; /*是否是外部分配的内存块*/ ulint free; /*被占用的空间大小*/
ulint start; /*可分配内存的起始位置*/
byte* free_block; /*备用block,只在BTR_SEARCH方式可用*/ UT_LIST_BASE_NODE_T(mem_block_t) base;
UT_LIST_NODE_T(mem_block_t) list;
};
备注：mem_block_info_struct/mem_block_info_t/mem_block_t/mem_heap_t是等价
mem_heap_t的内存结构例如以下：
1.一个mem_block_t最小空间不小于64字节，标准的大小是8KB,在非MEM_HEAP_BUFFER模式下分配的空间不大于page size - 200（page size一般为16KB）
2.mem_heap_t有三种类型，各自是DYNAMIC、BUFFER、BTR_SEARCH。在DYNAMIC模式下都是基于buddy allocator进行mem_block_t分配的。在BTR_SEARCH模式下，使用free_block来作为内存分配，在BUFFER模式下比較复杂。假设分配的内存大小< page size的一半时，使用buddy alloc,否则使用buf_frame的内存分配方式（这个是属于buf0buf.XX里面的方式。还未開始分析）。
3.mem_heap_t在分配新的mem_block_t的时候一定是分配一个heap最后节点大小的两倍，假设分配的大小超过MEM_MAX_ALLOC_IN_BUF（相当于一个page size）的时候，heap 类型推断，在不是DYNAMIC模式下。最大就是一个MEM_MAX_ALLOC_IN_BUF大小。假设其它模式下就是设置成MEM_BLOCK_STANDARD_SIZE标准大小。在这些限制外，假设须要分配的内存大于这些限制，以分配内存大小为准进行mem_block_t分配。分配好的mem_block_t总是增加到heap
base list的最后，也就是heap堆栈的顶端。
4.mem_heap_t在释放mem_block_t时候总是从顶端開始释放，直到不能释放为止（mem_block_t没有被使用者归还）。在mem_block_t释放的时候也是须要參考DYNAMIC、BUFFER、BTR_SEARCH类型进行相对于的归还规则（和2要点是相相应的）。
mem_heap_create 用DYNAMIC模式创建一个mem_heap_t
mem_heap_create_in_buffer 用BUFFER模式创建一个mem_heap_t
mem_heap_create_in_btr_search 用BTR_SEARCH模式创建一个mem_heap_t
mem_heap_free 释放mem_heap_t对象
mem_alloc 创建在MEM_HEAP_DYNAMIC模式下。并分配一块指定大小的内存（在这样的方式下mem_heap_t仅仅会有一个mem_block_t）
mem_free 归还mem_heap_t分配的内存，并释放mem_heap_t
mem_heap_alloc 在指定的mem_heap_t上分配一块内存
mem_heap_get_heap_top 获得heap顶端块可使用内存的地址
mem_heap_empty 清空指定的mem_heap_t
mem_heap_get_top 获得heap顶部的指定n大小的mem_block_t指针
mem_heap_free_top 释放heap顶部N大小的mem_block_t块
4总结
在MySQL-5.6的版本号中。innodb提供两种选择，一种是使用innodb提供的内存池管理内存，另一种是提供系统的malloc和free来作为内存管理。MySQL默认的是系统管理内存方式，一些有经验的DBA会使用系统的管理内存方式+TMalloc来做内存优化。借助TMalloc高效的内存管理方式实现MySQL的性能提升。