MySQL優(yōu)化之緩存優(yōu)化

更新時間：2017年03月12日 10:58:45 作者：roverliang

在平時被問及最多的問題就是關于 MySQL 數據庫性能優(yōu)化方面的問題，所以最近打算寫一個MySQL數據庫性能優(yōu)化方面的系列文章，希望對初中級 MySQL DBA 以及其他對 MySQL 性能優(yōu)化感興趣的朋友們有所幫助。

高興的是有博友mark了我的文章。我知道m(xù)ark之后，很少會再來繼續(xù)關注的。但是從側面說明了在博友點開博客的同時，他感覺這篇博客是有價值的，是能夠彌補他的知識欠缺。一篇博客最重要的是對自己有用，如果再對別人有用，那是最好的結果。我堅持寫博客的目的是為了當自己遺忘知識點的時候，能夠最快的找到靠譜的解決方案。當自己的歸納的知識，再記起來就會遺忘的慢一點，等時間久了，這部分知識終于化成了自己脫口而出的話，那就再也不怕遺忘了。這篇博客將繼續(xù)講MySQL的內容，這篇講緩存優(yōu)化，講的過程也是我學習的過程。

先來看下我們mysql的版本，我的mac 上裝的版本是5.7的，很多內容都已經變化掉了。這里講的主要是5.6的版本。

[root@roverliang ~]# mysql --version
mysql Ver 14.14 Distrib 5.6.24, for Linux (x86_64) using EditLine wrapper

一、MySQL緩存分類

MySQL的優(yōu)化指的是一個很大的系統(tǒng)，面試的時候我之前是從sql的語句優(yōu)化方面去說的，這種優(yōu)化也有作用，不過是從邏輯方面去優(yōu)化。但是當所有的邏輯層面已經無可優(yōu)化，所有的索引都已經加好，表結構也設計的合理，但是遇到高并發(fā)的時候，為什么MySQL還是扛不住呢。當然可以通過其他的方面去緩解MySQL的壓力，這里我們暫且不談。對于MySQL而言，我們要盡最大的可能去壓榨機器的性能，讓所有的計算資源都不浪費，都可以為我們服務。MySQL運行在服務器上，這里特指Linux服務器。那么服務器的硬盤、CPU,內存，網絡都有影響到MySQL的性能。MySQl是非常耗費內存的，線上服務器的MySQL內存要吃到80%左右，內存過小，其他的優(yōu)化空間其實很小。

另外連接（connection）也是影響MySQL性能的重要一方面。MySQL客戶機與MySQL服務器之間的連接是MySQL客戶機與MySQL服務器反復握手的結果。每次'握手'都經歷身份驗證、權限驗證等環(huán)節(jié)，握手需要占用一定的網絡資源和MySQL服務器內存資源。

不得不提的是鎖競爭，對于并發(fā)性能要求比較高的數據庫而言，如果存在激烈的鎖競爭，對數據庫的性能將是很大的打擊。鎖競爭會明顯的增加線程上下文切換的開銷，這些開銷都與預期的需求無關。

二、show status 與 show variables

在MySQL系列的前幾篇博客，會經常的看到這些命令，那么我們分別看下，這兩個命令給MySQL系統(tǒng)管理員展示的是什么信息：

show status

MySQL服務運行的時候，MySQL服務實例的狀態(tài)信息是動態(tài)的。用該命令可以顯示當前MySQL服務器連接的會話狀態(tài)變量信息。默認情況下變量名首字母大寫。

show variables

show variables 用來顯示MySQL 服務實例的各種系統(tǒng)變量(如:全局系統(tǒng)變量，會話系統(tǒng)變量，靜態(tài)變量)，這些變量包含MySQL編譯時參數的默認值，或者是my.cnf中設置的參數值。系統(tǒng)變量或者參數是一個靜態(tài)的概念，默認情況下系統(tǒng)變量名都是小寫字母。

使用MySQL命令show status 或者 show session status ,可以查看當前MySQL 服務器連接的會話變量信息，會話狀態(tài)的變量值對當前的MySQL客戶機有效，例如：Opened_tables、Opened_table_definitions狀態(tài)變量。

緩存機制

緩存之所以有效，主要是因為程序運行時對內存或者外存的訪問呈現(xiàn)局部性特征，局部性特征為空間局部性和時間局部性兩方面。時間局部性是指剛剛訪問過的數據近期可能再次被訪問，空間局部性是指，某個位置被訪問后，其相鄰的位置的數據很可能被訪問到。而MySQL的緩存機制就是把剛剛訪問的數據（時間局部性）以及未來即將訪問到的數據（空間局部性）保存到緩存中，甚至是高速緩存中。從而提高I/O效率。

按照緩存讀寫功能的不同，MySQL將緩存分為Buffer緩存和Cache緩存。

Buffer緩存。由于硬盤的寫入速度過慢，或者頻繁的I/O，對于硬盤來說是極大的效率浪費。那么可以等到緩存中儲存一定量的數據之后，一次性的寫入到硬盤中。Buffer 緩存主要用于寫數據，提升I/O性能。

Cache 緩存。 Cache 緩存一般是一些訪問頻繁但是變更較少的數據，如果Cache緩存已經存儲滿，則啟用LRU算法，進行數據淘汰。淘汰掉最遠未使用的數據，從而開辟新的存儲空間。不過對于特大型的網站，依靠這種策略很難緩解高頻率的讀請求，一般會把訪問非常頻繁的數據靜態(tài)化，直接由nginx返還給用戶。程序和數據庫I/O設備交互的越少，則效率越高。

三、MySQL 超時

在使用MySQL的過程中，可能會出現(xiàn)各種超時（timeout）異常，典型的有連接超時、鎖等待等。

查看超時時間的類型有哪些：

mysql> show variables like '%timeout%';
+-----------------------------+----------+
| Variable_name        | Value  |
+-----------------------------+----------+
| connect_timeout       | 10    |
| delayed_insert_timeout   | 300   |
| innodb_flush_log_at_timeout | 1    |
| innodb_lock_wait_timeout  | 50    |
| innodb_rollback_on_timeout | OFF   |
| interactive_timeout     | 28800  |
| lock_wait_timeout      | 31536000 |
| net_read_timeout      | 30    |
| net_write_timeout      | 60    |
| rpl_stop_slave_timeout   | 31536000 |
| slave_net_timeout      | 3600   |
| wait_timeout        | 28800  |
+-----------------------------+----------+

1、連接超時（connect_timeout）

connect_timeout默認為10s,獲取MySQL連接是客戶機與服務器之間握手的結果，并且是多次握手的結果，每次握手，除了驗證賬戶名和身份信息外，還需要驗證主機、域名解析。如果客戶機和服務器之間存在網絡故障，可以通過connect_timeout參數來設置，防止它們之間重復握手。

interactive_timeout指的是交互式的終端，在命令行中輸入的這種。超過了其設置的默認值就會斷開。

wait_timeout指的是非交互式的終端，比如PHP實例化的Mysql連接，一直占用著，超過了這個參數設置的值，就會自動斷開。

net_write_timeout MySQL服務器產生一個很大的數據集，MySQL客戶機在該值設置的時間內不能接受完畢，則會斷開連接。

net_read_timeout MySQL客戶機讀取了一個很大的數據，在設置值內不能讀取完畢，則會自動斷開連接。

InnoDB鎖等待超時

mysql> show variables like 'innodb_lock_wait_timeout';
+--------------------------+-------+
| Variable_name      | Value |
+--------------------------+-------+
| innodb_lock_wait_timeout | 50  |
+--------------------------+-------+

InnoDB 的鎖等待時間默認為50s,設置行級鎖鎖等待的值，當出現(xiàn)鎖等待的時候，等待時長超過該值會導致鎖等待的SQL回滾（不是整個事務回滾）。如果希望整個事務回滾，需要開啟innodb_rollback_on_timeout參數。

mysql> show variables like '%rollback%';
+----------------------------+-------+
| Variable_name       | Value |
+----------------------------+-------+
| innodb_rollback_on_timeout | OFF  |
| innodb_rollback_segments  | 128  |
+----------------------------+-------+

innodb_rollback_on_timeout設置為true 后，遇到事務超時，會回滾整個事務的操作。

復制連接超時

當主從配置是，從服務器（slave）從主服務器（master）讀取二進制日志失敗后，從服務器會等待 slave_net_timeout 后，從新從master機拉去二進制日志?？梢栽O置成10s.

mysql> show variables like 'slave_net_timeout';
+-------------------+-------+
| Variable_name   | Value |
+-------------------+-------+
| slave_net_timeout | 3600 |
+-------------------+-------+

這部分總結，應該是周日晚上就該整理好的，結果拖到了今天。后面的計劃又要后延了，拖延癥真嚴重。

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