一、对大表做全表扫描的流程:
1、全表扫描对server层的影响:
假设,现在要对一个200G的InnoDB表db1. t,执行一个全表扫描要把扫描结果保存在客户端,会使用类似这样的命令:
mysql -h$host -P$port -u$user -p$pwd -e "select * from db1.t" > $target_file
<1>、InnoDB的数据是保存在主键索引上的,所以全表扫描实际上是直接扫描表t的主键索引。这条查询语句由于没有其他的判断条件,所以查到的每一行都可以直接放到结果集里面,然后返回给客户端。
<2>、取数据和发数据的流程:
获取一行,写到net_buffer中。这块内存的大小是由参数net_buffer_length定义的,默认是16k。
重复获取行,直到net_buffer写满,调用网络接口发出去。
如果发送成功,就清空net_buffer,然后继续取下一行,并写入net_buffer。
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如果发送函数返回EAGAIN或WSAEWOULDBLOCK,就表示本地网络栈(socket send buffer)写满了,进入等待。直到网络栈重新可写,再继续发送。
注意:
一个查询在发送过程中,占用的MySQL内部的内存最大就是net_buffer_length这么大,并不会达到200G;
socket send buffer 也不可能达到200G(默认定义/proc/sys/net/core/wmem_default),如果socket send buffer被写满,就会暂停读数据的流程。
MySQL是“边读边发的”,这个概念很重要。这就意味着,如果客户端接收得慢,会导致MySQL服务端由于结果发不出去,这个事务的执行时间变长。
<3>、查询语句的状态变化:
MySQL查询语句进入执行阶段后,首先把状态设置成“Sending data”;
然后,发送执行结果的列相关的信息(meta data) 给客户端;
再继续执行语句的流程;
执行完成后,把状态设置成空字符串。
<4>、总结:
服务端show processlist看到的结果中的State的值处于“Sending to client”,就表示服务器端的网络栈写满了。
对于正常的线上业务来说,如果一个查询的返回结果不会很多的话,建议使用mysql_store_result这个接口,直接把查询结果保存到本地内存。
“Sending data”并不一定是指“正在发送数据”,而可能是处于执行器过程中的任意阶段。
查询的结果是分段发给客户端的,因此扫描全表,查询返回大量的数据,并不会把内存打爆。
2、全表扫描对InnoDB的影响:
<1>、Buffer Pool的作用:
- 加速更新。
- 加速查询。
<2>、Buffer Pool对查询的加速效果的影响因素:
内存命中率。在show engine innodb status结果中,查看一个系统当前的BP命中率。一般情况下,一个稳定服务的线上系统,要保证响应时间符合要求的话,内存命中率要在99%以上。
<3>、InnoDB Buffer Pool大小的控制因素:
由参数 innodb_buffer_pool_size确定的,一般建议设置成可用物理内存的60%~80%。所以,innodb_buffer_pool_size小于磁盘的数据量是很常见的。如果一个 Buffer Pool满了,而又要从磁盘读入一个数据页,那肯定是要淘汰一个旧数据页的。InnoDB内存管理用的是最近最少使用 (Least Recently Used, LRU)算法,这个算法的核心就是淘汰最久未使用的数据。
<4>、InnoDB对LRU算法的改进:
在InnoDB实现上,按照5:3的比例把整个LRU链表分成了young区域和old区域。图中LRU_old指向的就是old区域的第一个位置,是整个链表的5/8处。也就是说,靠近链表头部的5/8是young区域,靠近链表尾部的3/8是old区域。
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此时的执行流程为:
图中状态1,要访问数据页P3,由于P3在young区域,将其移到链表头部,变成状态2。
之后要访问一个新的不存在于当前链表的数据页,这时候依然是淘汰掉数据页Pm,但是新插入的数据页Px,是放在LRU_old处。
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处于old区域的数据页,每次被访问的时候都要做下面这个判断:
- 若这个数据页在LRU链表中存在的时间超过了1秒,就把它移动到链表头部;
- 如果这个数据页在LRU链表中存在的时间短于1秒,位置保持不变。1秒这个时间,是由参数innodb_old_blocks_time控制的。其默认值是1000,单位毫秒。
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以扫描200G的历史数据表为例,LRU算法的操作逻辑:
扫描过程中,需要新插入的数据页,都被放到old区域;
一个数据页里面有多条记录,这个数据页会被多次访问到,但由于是顺序扫描,这个数据页第一次被访问和最后一次被访问的时间间隔不会超过1秒,因此还是会被保留在old区域;
再继续扫描后续的数据,之前的这个数据页之后也不会再被访问到,于是始终没有机会移到链表头部(也就是young区域),很快就会被淘汰出去。
这个策略最大的收益,就是在扫描这个大表的过程中,虽然也用到了Buffer Pool,但是对young区域完全没有影响,从而保证了Buffer Pool响应正常业务的查询命中率。