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  • InnoDB内存优化

    2020-06-06 02:29:23
    文章目录InnoDB内存优化1、innodb_buffer_pool_size2、innodb_old_blocks_pct3、innodb_old_blocks_time4、innodb_buffer_pool_instances5、innodb_max_dirty_pages_pct6、innodb_io_capacity7、innodb_doublewrite8...

    InnoDB内存优化

    1、innodb_buffer_pool_size

    ​ innodb_buffer_pool_size 的值越大,缓存命中率越高,访问 InnoDB 表需要的磁盘 I/O 就越少,性能也就越高。在一个专用的数据库服务器上可以将 80% 的物理内存分配给 InnoDB buffer pool ,需要注意避免设置过大而导致页的交换。

    #查看 buffer pool 的使用情况 
    show global status like '%Innodb_buffer_pool%';
    
    #计算 InnoDB 缓存池的命中率,如果命中率太低,则应该考虑扩充内存、增加 innodb_buffer_pool_size 的值
    (1-Innodb_buffer_pool_reads/Innodb_buffer_pool_read_requests)*100
    

    ​ 参考设置

    1)物理内存小于 1 GB
    innodb_buffer_pool_size=128M
    innodb_log_file_size=48M
    
    2)物理内存为 1 GB ~ 4GB
    innodb_buffer_pool_size=物理内存*0.5
    innodb_log_file_size=128M
    
    
    3)物理内存大于 4 GB
    innodb_buffer_pool_size=物理内存*0.75
    innodb_log_file_size=1024M
    

    2、innodb_old_blocks_pct

    ​ innodb_old_blocks_pct (old sublist 的比例),可以根据 InnoDB Monitor的输出信息来调整 innodb_old_blocks_pct 的值。如果 youngs/s 的值很低,可能需要适当增大 innodb_old_blocks_pct 的值或减少 innodb_old_blocks_time 的值。

    mysql> show engine innodb status\G;
    ...
    Pages made young 0, not young 0
    0.00 youngs/s, 0.00 non-youngs/s
    ...
    

    3、innodb_old_blocks_time

    ​ 一个缓存数据块被插入到 midpoint(old sublist)后,至少要在 old sublist 停留超过 innodb_old_blocks_time(ms)后,才有可能被转移到 young sublist .

    ​ 可以根据 InnoDB Monitor的输出信息来调整 innodb_old_blocks_time 的值。在进行表扫描时,如果 non-youngs/s 很低,youngs/s 很高,就应该考虑将 innodb_old_blocks_time 适当调大,以防止表扫描将真正的热数据淘汰。

    mysql> show engine innodb status\G;
    ...
    Pages made young 0, not young 0
    0.00 youngs/s, 0.00 non-youngs/s
    ...
    

    4、innodb_buffer_pool_instances

    ​ 适当增加此参数的值,可以降低并发导致的内部缓存访问冲突,改善性能。 InnoDB 缓存系统会将 innodb_buffer_pool_size 的大小平分为 innodb_buffer_pool_instances 个 buffer pool。

    5、innodb_max_dirty_pages_pct

    ​ 1) 控制缓冲池中脏页的最大比例,如果脏页达到或超过该值, InnoDB 后台线程将开始缓存刷新。

    ​ 2) 若 Innodb_buffer_pool_wait_free 的值增长较快,则说明 InnoDB 经常在等待空闲缓存页,如果无法增大缓存池,那么应将 innodb_max_dirty_pages_pct的值调小或将 innodb_io_capacity 的值提高,以加快脏页的刷新。

    6、innodb_io_capacity

    ​ 1) 代表磁盘系统的 I/O 能力,对于转速较低的磁盘; 如 7200RPM 的磁盘,可将 innodb_io_capacity 的值降低到 100 ;而对于固态硬盘和由多个磁盘组成的盘阵, innodb_io_capacity 的值可以适当增大。对于固态硬盘来说,建议设置为 2000 或者更高。

    ​ 2) innodb_io_capacity 决定一批刷新脏页的数量,当缓存池脏页的比例达到 innodb_max_dirty_pages_pct 时, InnoDB 大约将 innodb_io_capacity 个已改变的缓存页刷新到磁盘。

    ​ 3) 当脏页小于 innodb_max_dirty_pages_pct 时,如果 innodb_adaptive_flushing=ON , InnoDB 将根据函数 buf_flush_get_desired_flush_rate 返回的重做日志产生的速度来确定要刷新的脏页数。

    ​ 4) 在合并插入缓存时,InnoDB 每次合并的页数是 0.05*innodb_io_capacity

    ​ 5) 若 Innodb_buffer_pool_wait_free 的值增长较快,则说明 InnoDB 经常在等待空闲缓存页,如果无法增大缓存池,那么应将 innodb_max_dirty_pages_pct的值调小或将 innodb_io_capacity 的值提高,以加快脏页的刷新。

    7、innodb_doublewrite

    ​ 对于要求超高性能,有能容忍极端情况下少量数据丢失的应用,可以通过在配置文件中增加 innodb_doublewrite=0 参数设置来关闭 innodb_doublewrite,以尽量满足性能方面的要求

    8、join_buffer_size & sort_buffer_size

    ​ 如果 Sort_merge_passes 的值很大,可以考虑调整参数 sort_buffer_size 的值来增大排序缓存区,以改善带有 order by 子句或 group 子句 SQL 的性能。

    mysql> show global status like 'Sort_merge_passes';
    +-------------------+-------+
    | Variable_name     | Value |
    +-------------------+-------+
    | Sort_merge_passes | 0     |
    +-------------------+-------+
    1 row in set (0.00 sec)
    
    

    注意:join_buffer_size 和 sort_buffer_size 都是面向客户服务线程分配的,如果设置过大造成内存浪费,甚至导致内存交换。尤其是 join_buffer_size ,如果是多表关联的复杂查询,还可能会分配多个 join buffer ,因此最好是设置较小的全局 join_buffer_size ,而对需要做复杂连接操作的 session 单独设置较大的 join_buffer_size。

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  • 14.6.4 Configuring the Memory Allocator for InnoDB 配置InnoDB 内存分配器.pdf
  • InnoDB内存数据结构

    千次阅读 2020-02-29 11:13:10
    InnoDB内存相关的数据结构主要包含以下几种: Buffer Pool Change Buffer Adaptive Hash Index Log Buffer Buffer Pool Buffer Pool 是在主存的一片区域,主要用来缓存表和索引数据供InnoDB访问。Buffer Pool允许...

    InnoDB内存相关的数据结构主要包含以下几种:

    • Buffer Pool
    • Change Buffer
    • Adaptive Hash Index
    • Log Buffer

    Buffer Pool

    Buffer Pool 是在主存的一片区域,主要用来缓存表和索引数据供InnoDB访问。Buffer Pool允许频繁访问的数据可以加速直接从内存读取。专业的服务器,一般使用80%的物理内存作为Buffer Pool。
    为了提高大量读取操作的性能,Buffer Pool被分割为多个pages。为了高效管理缓存,buffer pool的实现是作为一个linked list。很少使用的数据采用LRU算法淘汰。

    Buffer Pool LRU 算法

    BufferPool 采用LRU算法淘汰。当需要新增一个page到BufferPool时,最近最少使用的page将会被驱逐,一个新page会被加入中间。中间插入的策略会把list切分为两个list:

    • 在头部,新页会被最新访问
    • 在尾部,老的page不会被频繁访问
      在这里插入图片描述

    这个算法切分list为两个sublist。old sublit 存储最少使用的页,这些爷会被优先移除。算法的主要操作包含:

    • 3/8 的buffer pool容量用作old sublist
    • 插入元素的中间节点为新元素list的末尾和老元素list的头部
    • 当InnoDB读取一个page到Buffer Pool,首先会插入数据到中间(老数据的头部)。
    • 访问老数据的一个page,会使这部分数据移动到新数据的头部。

    Buffer Pool Configuration

    • buffer pool size 配置文档参考: https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-buffer-pool-resize.html
    • 设置多个buffer pool instance 参考文档:https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-multiple-buffer-pools.html

    监控 Buffer Pool

    SHOW ENGINE INNODB STATUS 语句可以查看Buffer Pool的使用情况

    ----------------------
    BUFFER POOL AND MEMORY
    ----------------------
    Total memory allocated 137363456; in additional pool allocated 0
    Dictionary memory allocated 223332
    Buffer pool size   8192
    Free buffers       1
    Database pages     8190
    Old database pages 3003
    Modified db pages  0
    Pending reads 0
    Pending writes: LRU 0, flush list 0, single page 0
    Pages made young 749906, not young 152695637
    0.00 youngs/s, 0.00 non-youngs/s
    Pages read 3988618, created 530179, written 4842443
    0.00 reads/s, 0.00 creates/s, 0.00 writes/s
    No buffer pool page gets since the last printout
    Pages read ahead 0.00/s, evicted without access 0.00/s, Random read ahead 0.00/s
    LRU len: 8190, unzip_LRU len: 0
    I/O sum[0]:cur[0], unzip sum[0]:cur[0]
    
    • youngs/s 指标只应用于old pages。主要基于访问page的数而不是page总数。如果发现很低的youngs/s,需要降低淘汰时间或者减少 buffer pool中的old sublist大小。
    • non-youngs/s也只用于old pages。主要基于访问page的数而不是page总数。
    • young-making 适用于所有的buffer pool

    Change Buffer

    change buffer 是一个特殊的缓存,主要缓存二级索引页,而这些索引页不在buffer pool.Change Buffer的更新会基于 INSERT, UPDATE, or DELETE operations (DML) 操作结果,这些将会通过其他的读取操作合并到buffer pool.

    在这里插入图片描述
    与聚集索引不同,二级索引不唯一的,插入二级索引也是非顺序的。同样的,删除和更新操作可能影响的二级索引不在同一个索引树。合并缓存发生在,受影响的行再其他操作读取进入buffer pool时,避免大量的随机IO操作读取二级索引到buffer pool.
    合并Change buffer有可能花费几个小时,当大量的行数和二级索引更新时。在这段时间,会产生大量的IO操作。 Change buffer merging 也可能发生于一个事务提交,或者一个停机重启操作。
    在内存中, change buffer 属于buffer pool的一部分。在磁盘上,change buffer属于系统表空间。

    监控 Change Buffer

    -------------------------------------
    INSERT BUFFER AND ADAPTIVE HASH INDEX
    -------------------------------------
    Ibuf: size 1, free list len 0, seg size 2, 0 merges
    merged operations:
     insert 0, delete mark 0, delete 0
    discarded operations:
     insert 0, delete mark 0, delete 0
    Hash table size 4425293, used cells 32, node heap has 1 buffer(s)
    13577.57 hash searches/s, 202.47 non-hash searches/s
    

    Adaptive Hash Index 自适应哈希索引

    自适应哈希索引特性使InnoDB能够在具有适当的工作负载和足够的缓冲池内存的系统上执行更像内存中的数据库,而不牺牲事务特性或可靠性。自适应hash索引可以通过开启 innodb_adaptive_hash_index变量开启,或者通过–skip-innodb-adaptive-hash-index关闭。
    根据搜索模式,哈希索引根据使用索引键的前缀构建。前缀可以是任意长度,并且可能只有B树中的某些值出现在哈希索引中。哈希索引是根据需要为经常访问的索引页构建的。

    Log Buffer

    Log buffer是内存中的一块区域,主要保存写入硬盘的日志数据。Log Buffer的内存大小通过参数innodb_log_buffer_size指定。默认大小为16MB.
    innodb_flush_log_at_trx_commit变量控制什么时候log buffer会被写入磁盘。innodb_flush_log_at_timeout 变量控制log刷新的频率。

    展开全文
  • 走近InnoDB内存结构

    千次阅读 2020-04-06 16:10:47
    文章目录摘要整体结构内存结构Buffer PoolLRUBuffer Pool ListBuffer Pool配置...本文基于MySQL5.7为基础,讨论InnoDB内存结构的相关内容。其中涉及到Buffer Pool、Change Buffer、Adaptive Hash Index和Log B...

    摘要

    本文基于MySQL5.7为基础,讨论InnoDB内存结构的相关内容。其中涉及到Buffer Pool、Change Buffer、Adaptive Hash Index和Log Buffer等内容。适合有一定MySQL基础的人阅读。

    整体结构

    我们先来看看MySQL官方给出的InnoDB的整体结构,如下图,从图中可以看出,大致可以分为左右两个部分,左边描述的是内存结构,就是本文讨论的主要内容,右边描述的是磁盘结构,会在之后的文章里讲述。

    在这里插入图片描述

    内存结构

    从上图可以看出,内容结构又可以细分为三个部分,分别为Buffer Pool、Adaptive Hash Index和Log Buffer,接下来我们就来看看他们分别是什么,又有什么用呢。

    Buffer Pool

    Buffer Pool(缓冲池)是主内存中的一个区域,InnoDB在访问表和索引数据时将缓存在其中,来加速数据访问。大家都知道,MySQL读取数据的最小单位是Page(页),就算你一次查询的结果只有一行数据,但是MySQL会把这行数据所在的Page加载到Buffer Pool,所以Buffer Pool中的结构也是Page,每一个Page可能包含多行数据。

    LRU

    为了提高缓存的命中率,每一种缓存都会有适合自己的缓存淘汰算法,Buffer Pool也不例外。Buffer Pool使用的是LRU(最近最少使用)的变体,这种算法被广泛应用,例如操作系统、Redis等等。这种算法能最大化页面命中率。关于这种算法的更多信息,可自行Google。

    Buffer Pool List

    当需要空间将新页添加到缓冲池时,将收回最近使用最少的页,并将新页添加到列表的中间。这个中点将列表分为两个子列表:

    • New Sublist:最近访问的新页子列表。
    • Old Sublist:最近访问次数较少的旧页子列表。

    在这里插入图片描述

    这里说一下这个变体算法的过程:

    • 5/8分配给新子列表,3/8的容量分配给旧子列表。
    • 列表的“中点”是新子列表的尾部与旧子列表的头部相交的边界。
    • InnoDB将页面读入缓冲池时,它首先将其插入中点(旧子列表的头部)。
    • 访问旧子列表中的页面使其变为“ 年轻 ”,将其移至新子列表的头部(头插法)。
    • 当数据库运行时,缓冲池中不被访问的页面会“老化”到列表的尾部。新的和旧的子列表中的页面随着其他页面的更新而老化。旧子列表中的页面也会随着页面插入到中点而老化。最终,一个页面到达旧子列表的尾部并被逐出。

    你可能会觉得疑惑,为什么要在列表的“中点”(也就是旧子列表的头部)插入,再通过访问旧子列表使其插入列表的头部(也就是新子列表的头部),而不是直接插入列表的头部呢?这不是多此一举么?

    其实并不是多次一举,你试想一下,新子列表中存放的是我们大量的热点数据,这个时候有一个大表的全表查询或者mysqldump(逻辑备份),如果是直接插入列表的头部会有什么结果,我们新子列表中的所有热点数据全部被“老化”到旧子列表中,甚至直接被淘汰,其实我们并不希望如此。因为才会选择通过再次访问旧子列表的页使其变为“年轻”。

    Buffer Pool配置

    你可以通过Buffer Pool的相关配置提高性能:

    • Buffer Pool分配的内存越大,查询性能越高;

    • 在64位的系统上,可以配置多个Buffer Pool实例,以最大程度减少并发操作之间内存结构的竞争。

    • 您可以控制何时进行flush(刷脏页),以及是否根据工作负荷动态调整刷脏页速率。

    flush

    当内存数据页跟磁盘数据页内容不一致的时候,我们称这个内存页为“脏页”。

    正常运行中的实例,数据写入后的最终落盘,是从redo log更新过来的还是从buffer pool更新过来的呢?

    实际上,redo log并没有记录数据页的完整数据,所以它并没有能力自己去更新磁盘数据页。

    • 如果是正常运行的实例的话,数据页被修改以后,跟磁盘的数据页不一致,称为脏页。最终数据落盘,就是把内存中的数据页写盘。这个过程,甚至与redo log毫无关系。

    • 在崩溃恢复场景中,InnoDB如果判断到一个数据页可能在崩溃恢复的时候丢失了更新,就会将它读到内存,然后让redo log更新内存内容。更新完成后,内存页变成脏页,就回到了第一种情况的状态。

    所以说,redo log只是用来恢复内存中的数据,更新数据是从内存页更新到磁盘的。

    刷脏页虽然是常态,但是出现以下这两种情况,都是会明显影响性能的:

    • 查询导致buffer pool要淘汰的脏页个数太多,会导致查询的响应时间明显变长;

    • 日志写满,更新全部堵住,写性能跌为0,这种情况对敏感业务来说,是不能接受的。

    所以,InnoDB需要有控制脏页比例的机制,来尽量避免上面的这两种情况。

    Change Buffer

    Change Buffer(更改缓存区),是一种特殊的数据结构,当辅助索引页不在Buffer Pool中时,它会将 更改 缓存到辅助索引页。由插入、更新或删除操作(DML)引起的缓冲 更改 将在稍后由其他读取操作将页加载到 Buffer Pool 中时合并。

    在这里插入图片描述

    与聚集索引不同,二级索引通常是非唯一的,插入二级索引的顺序相对随机。类似地,删除和更新可能会影响索引树中不相邻的辅助索引页。当受影响的页被其他操作读取到Buffer Pool中时,合并缓存的更改可以避免从磁盘将辅助索引页读取到缓冲池中所需的大量随机I/O访问。

    所以,Change Buffer中存储的是更改了的辅助索引页。

    如果索引包含降序索引列或主键包含降序索引列,则不支持对辅助索引进行更改缓冲。

    Log Buffer

    Log Buffer(日志缓冲区),用于保存要写入磁盘上的日志文件的数据。日志缓冲区大小由innodb_Log_buffer_size变量定义。默认大小为16MB。日志缓冲区的内容定期刷新到磁盘(写入重做日志文件)。大型日志缓冲区使大型事务能够运行,而无需在事务提交之前将重做日志数据写入磁盘。因此,如果您有更新、插入或删除许多行的事务,增加日志缓冲区的大小可以节省磁盘I/O。

    innodb_flush_log_at_trx_commit 变量控制如何将日志缓冲区的内容写入并刷新到磁盘。该 innodb_flush_log_at_timeout 变量控制日志刷新频率。

    Adaptive Hash Index

    Adaptive Hash Index(自适应哈希索引),使InnoDB 可以在不牺牲事务功能或可靠性的情况下,在工作负载和缓冲池有足够内存的适当组合的系统上执行更像是内存数据库。

    使用索引关键字的前缀构建哈希索引。前缀可以是任意长度,并且可能只有B树中的某些值出现在哈希索引中。哈希索引是根据需要为经常访问的索引页构建的

    就像上面整体结构图中描述的一样,自适应哈希索引可以加快对Buffer Pool中索引页的访问。

    参考

    [1] MySQL 5.7 Reference Manual.

    [2] MySQL实战45讲.

    展开全文
  • INNODB内存结构

    千次阅读 2016-03-07 09:49:40
    INNODB内存结构如下图 1. innodb_buffer_pool innoDB高速缓冲对innodb很重要; innoDB不依赖OS,而自己缓存了所有数据,包括索引数据,行数据,等等,这点跟myisam有差别(myisam的数据依靠OS的pagecache...

    INNODB内存结构如下图


    1.  innodb_buffer_pool

    innoDB高速缓冲对innodb很重要;

    innoDB不依赖OS,而自己缓存了所有数据,包括索引数据,行数据,等等,这点跟myisam有差别(myisam的数据依靠OS的pagecache进行缓存);

    应该把它设置大一些,建议设置为可用RAM的50%-80%;

    查询或更新需要对IBP加锁,影响并发;

    IBP有一块buffer用于插入缓存,在插入的时候先写入内存,之后再合并顺序写入磁盘,在并到磁盘的时候,会引发较大的IO操作,对实时才做造成影响(看上去抖动tps变低);

    Show global status like ‘innodb_buffer_pool%’;查看IBP状态单位是page;

    Innodb_buffer_pool_wait_free如果较大需要加大IBP设置;

    设置成全部内存的50%(确保单实例的话考虑到PGA的分配)前端有连接池的话设置成70%。

    2.Innodb_additional_mem_pool_size

    数据字典以及内部数据结构缓存,表数量越多,相应的内存需要越大;

    默认8M,通常设置为8-32M足够,一般建议设置为16M如果确实不够用那么会从系统中请求增加分配内存并且错误日志中会提醒。

    3.Innodb_log_buffer_size

    Show_global_status 查看innodb_log_waits是否大于0,是的话就需要提高innodb_log_buffer_size,否则维持原样

    Show global status 查看30-60秒钟innodb_os_log_writen的间隔差异值,即可计算出innodb_log_buffer_size设置多大合适默认8M一般16-64M足够了



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