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  • mysql缓存机制
    2021-01-28 05:53:16

    众所周知,缓存的设置是所有现代计算机系统发挥高性能的重要因素之一。对于MySQL数据库来说,也是得益于MySQL缓存机制,才能够提高MySQL数据库的性能,减少数据的内存占比。

    MySQL缓存机制简单的说就是缓存SQL文本及查询结果,如果运行相同的SQL,服务器直接从缓存中取到结果,而不需要再去解析和执行SQL。如果表更改了,那么使用这个表的所有缓存查询将不再有效,查询缓存中值相关条目被清空。这里的更改指的是表中任何数据或是结构发生改变,包括INSERT、UPDATE、 DELETE、TRUNCATE、ALTER TABLE、DROP TABLE或DROP DATABASE等,也包括那些映射到改变了的表使用MERGE表的查询。显然,这对于频繁更新的表,查询缓存是不适合的,而对于一些不常改变数据且有大量相同SQL查询的表,查询缓存会节约很大的性能。

    一、MySQL缓存规则

    1.开启了缓存,MySQL Server会自动将查询语句和结果集返回到内存,下次再查直接从内存中取;

    2.缓存的结果是通过sessions共享的,所以一个client查询的缓存结果,另一个client也可以使用。

    3.MySQL Query Cache内容为 select 的结果集, cache 使用完整的SQL字符串做 key, 并区分大小写,空格等。即两个SQL必须完全一致才会导致cache命中。即检查查询缓存时,MySQL Server不会对SQL做任何处理,它精确的使用客户端传来的查询,只要字符大小写或注释有点不同,查询缓存就认为是不同的查询;

    4.prepared statement永远不会cache到结果,即使参数完全一样。在 5.1 之后会得到改善。

    5.where条件中如包含任何一个不确定的函数将永远不会被cache, 比如current_date, now等。

    6.date 之类的函数如果返回是以小时或天级别的,最好先算出来再传进去。

    select * from foo where date1=current_date -- 不会被 cache

    select * from foo where date1='2008-12-30' -- 被cache, 正确的做法

    7.太大的result set不会被cache (< query_cache_limit)

    8.MySQL缓存在分库分表环境下是不起作用的

    9.执行SQL里有触发器,自定义函数时,MySQL缓存也是不起作用的

    二、缓存失效

    在表的结构或数据发生改变时,查询缓存中的数据不再有效。如INSERT、UPDATE、 DELETE、TRUNCATE、ALTER TABLE、DROP TABLE或DROP DATABASE会导致缓存数据失效。所以查询缓存适合有大量相同查询的应用,不适合有大量数据更新的应用。

    一旦表数据进行任何一行的修改,基于该表相关cache立即全部失效。

    手动清理缓存

    手动清理缓存可以使用下面三个SQL

    1.FLUSH QUERY CACHE; #清理查询缓存内存碎片

    2.RESET QUERY CACHE;#从查询缓存中移除所有查询

    3.FLUSH TABLES; #关闭所有打开的表,同时该操作会清空查询缓存中的内容

    四、缓存机制中的内存管理

    MySQL Query Cache 使用内存池技术,自己管理内存释放和分配,而不是通过操作系统。内存池使用的基本单位是变长的block, 用来存储类型、大小、数据等信息;一个result set的cache通过链表把这些block串起来。block最短长度为query_cache_min_res_unit。

    当服务器启动的时候,会初始化缓存需要的内存,是一个完整的空闲块。当查询结果需要缓存的时候,先从空闲块中申请一个数据块为参数query_cache_min_res_unit配置的空间,即使缓存数据很小,申请数据块也是这个,因为查询开始返回结果的时候就分配空间,此时无法预知结果多大。

    分配内存块需要先锁住空间块,所以操作很慢,MySQL会尽量避免这个操作,选择尽可能小的内存块,如果不够,继续申请,如果存储完时有空余则释放多余的。

    但是如果并发的操作,余下的需要回收的空间很小,小于query_cache_min_res_unit,不能再次被使用,就会产生碎片。

    MySQL缓存机制从某种程度上来说,和其他的系统缓存有类似的作用:提高系统的性能,释放系统的内存空间。但MySQL缓存机制又有着其独特的特性,对于数据重复性比较高的查询有着显著的作用。想要学习更多的MySQL知识,敬请期待本站的MySQL教程,名师讲解,各种知识点一目了然。

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  • MySQL缓存机制

    千次阅读 2021-09-28 09:51:09
    MySQL缓存机制即缓存sql 文本及缓存结果,用KV形式保存再服务器内存中,如果运行相同的sql,服务器直接从缓存中去获取结果,不需要再去解析、优化、执行sql MySQL缓存失效 在表的结构或数据发生改变时,查询缓存中...

    1. MySQL缓存简介

    1. MySQL缓存机制说明
      MySQL缓存机制即缓存sql 文本及缓存结果,用KV形式保存再服务器内存中,如果运行相同的sql,服务器直接从缓存中去获取结果,不需要再去解析、优化、执行sql

    2. MySQL缓存失效
      在表的结构或数据发生改变时,查询缓存中的数据不再有效,查询缓存值的相关条目将被清空
      INSERT、UPDATE、 DELETE、TRUNCATE、ALTER TABLE、DROP TABLE或DROP DATABASE会导致缓存数据失效

    3. 使用场景
      对于频繁更新的表,查询缓存不合适
      对于一些不变的数据且有大量相同sql查询的表,查询缓存可以大大提高查询的性能

    2. 命中条件:

    缓存的数据结构是hash表
    以SQL、数据库名和客户端协议等作为KEY
    在判断命中前,MySQL不会解析SQL,而是使用SQL去查询缓存,SQL上的任何字符的不同,如空格、注释等都会导致缓存不命中
    如果查询有不确定的数据,如like now()、current_date(),那么查询完成后结果都不会被缓存

    3. 工作流程:

    服务器接收SQL,以SQL和一些其他条件为key查找缓存表
    如果缓存命中,则直接返回缓存
    如果缓存没有命中,则执行SQL查询,包括SQL解析、优化等。
    执行完SQL查询结果以后,将SQL查询结果写入缓存表

    4. 缓存失败:

    当某个表正在写入数据,则这个表的缓存将会处于失效状态
    在InnoDB中,如果某个事务修改了表,则这个表的缓存在事务提交前都会处于失效状态,即在事务提交前,这个表的相关查询都无法被缓存

    5. 缓存的内存管理:

    MySQL缓存机制会在内存中开辟一块内存(query_cache_size)区来维护缓存数据,其中大概有40K的空间是用来维护缓存数据的元数据的,例如空间内存、数据表和查询结果的映射,SQL和查询结果的映射。
    MySQL缓存机制将大内存块分为小内存块(query_cache_min_res_unit),每个小块中存储自身的类型、大小和查询结果数据,还有前后内存块的指针。
    MySQL缓存机制会在SQL查询开始(还未得到结果)时就去申请一块内存空间,所以即使缓存数据没有达到这个大小也需要占用申请的内存块空间(like linux filesystem’s block)。如果超出申请内存块的大小,则需要再申请一个内存块。当查询完成发现申请的内存有富余,则会将富余的内存空间释放掉,因而可能会造成内存碎片。
    在这里插入图片描述

    6. 缓存的使用时机:

    1. 通过缓存命中率判断
      缓存命中率 = 缓存命中次数 (Qcache_hits) / 查询次数 (Com_select)

    2. 通过缓存写入率判断
      写入率 = 缓存写入次数 (Qcache_inserts) / 查询次数 (Qcache_inserts)

    3. 通过命中-写入率判断
      比率 = 命中次数 (Qcache_hits) / 写入次数 (Qcache_inserts),

    高性能MySQL中称之为比较能反映性能提升的指数,一般来说达到3:1则算是查询缓存有效,而最好能够达到10:1

    7. 缓存参数配置:

    1. 查看缓存相关配置
      SHOW VARIABLES LIKE ‘%query_cache%’;
    2. query_cache_type
      是否打开缓存,可选参数有:
    • OFF(0):关闭 ,不使用查询缓存
    • ON(1):总是打开 ,始终使用查询缓存
    • DEMAND(2):按需使用查询缓存,只有明确写了SQL_CACHE的查询才会写入缓存
      如果query_cache_type为1而又不想利用查询缓存中的数据,可以用下面的SQL:
    • SELECT SQL_NO_CACHE * FROM my_table WHERE condition;
      如果值为2,要使用缓存的话,需要使用SQL_CACHE开关参数:
    • SELECT SQL_CACHE * FROM my_table WHERE condition;
    1. query_cache_size
      缓存使用的总内存空间大小,单位是字节,这个值必须是1024的整数倍;否则MySQL实际分配可能跟这个数值不同(感觉这个应该跟文件系统的blcok大小有关)
      默认情况下query_cache_size为0,表示为查询缓存预留的内存为0,则无法使用查询缓存
      设置query_cache_size的值
    • SET GLOBAL query_cache_size = 134217728; – 注意值如果设得太小不会生效
    1. query_cache_min_res_unit
      分配内存块时的最小单位大小
    2. query_cache_limit
      MySQL能够缓存的最大结果,如果超出,则增加 Qcache_not_cached的值,并删除查询结果
    3. query_cache_wlock_invalidate
      如果某个数据表被锁住,是否仍然从缓存中返回数据,默认是OFF,表示仍然可以返回
    4. GLOBAL STATUS 中关于缓存的参数解释
      Qcache_free_blocks:缓存池中空闲块的个数
      Qcache_free_memory:缓存中空闲内存量
      Qcache_hits:缓存命中次数
      Qcache_inserts:缓存写入次数
      Qcache_lowmen_prunes:因内存不足删除缓存次数
      Qcache_not_cached:查询未被缓存次数,例如查询结果超出缓存块大小,查询中包含可变函数等
      Qcache_queries_in_cache:当前缓存中缓存的SQL数量
      Qcache_total_blocks:缓存总block数

    8. 减少缓存碎片策略:

    选择合适的block大小
    使用 FLUSH QUERY CACHE 命令整理碎片,这个命令在整理缓存期间,会导致其他连接无法使用查询缓存

    清空缓存的命令

    RESET QUERY CACHE; // 从查询缓存中移出所有查询。
    FLUSH TABLES; //关闭所有打开的表,同时该操作将会清空查询缓存中的内容。
    在这里插入图片描述

    9. InnoDB查询缓存:

    InnoDB存储引擎会对每个表设置一个事务计数器,里面存储当前最大的事务ID
    当一个事务提交时,InnoDB会使用MVCC中系统最大的事务ID更新当前表的计数器
    只有比这个最大ID大的事务能使用查询缓存,其他比这个ID小的事务则不能使用查询缓存
    在InnoDB中,所有加锁操作的事务都不使用任何查询缓存
    查询必须是完全相同的(逐字节相同)才能够被认为是相同的。
    查询字符串由于其它原因使用不同的数据库、不同的协议版本或者不同的默认字符集都会被认为是不同的查询而分别进行缓存。

    10. 参考:

    mysql 缓存机制
    MySQL查询缓存总结

    展开全文
  • mysql 缓存机制

    万次阅读 2018-05-23 12:08:35
    mysql缓存机制就是缓存sql 文本及缓存结果,用KV形式保存再服务器内存中,如果运行相同的sql,服务器直接从缓存中去获取结果,不需要在再去解析、优化、执行sql。 如果这个表修改了,那么使用这个表中的所有缓存将...

    mysql缓存机制就是缓存sql 文本及缓存结果,用KV形式保存再服务器内存中,如果运行相同的sql,服务器直接从缓存中去获取结果,不需要在再去解析、优化、执行sql。 如果这个表修改了,那么使用这个表中的所有缓存将不再有效,查询缓存值得相关条目将被清空。表中得任何改变是值表中任何数据或者是结构的改变,包括insert,update,delete,truncate,alter table,drop table或者是drop database 包括那些映射到改变了的表的使用merge表的查询,显然,者对于频繁更新的表,查询缓存不合适,对于一些不变的数据且有大量相同sql查询的表,查询缓存会节省很大的性能。

    命中条件

    缓存存在一个hash表中,通过查询SQL,查询数据库,客户端协议等作为key,在判断命中前,mysql不会解析SQL,而是使用SQL去查询缓存,SQL上的任何字符的不同,如空格,注释,都会导致缓存不命中。如果查询有不确定的数据like now(),current_date(),那么查询完成后结果者不会被缓存,包含不确定的数的是不会放置到缓存中。

    工作流程

    1.服务器接收SQL,以SQL和一些其他条件为key查找缓存表
    2.如果找到了缓存,则直接返回缓存
    3.如果没有找到缓存,则执行SQL查询,包括原来的SQL解析,优化等。
    4.执行完SQL查询结果以后,将SQL查询结果缓存入缓存表

    缓存失败

    当某个表正在写入数据,则这个表的缓存(命中缓存,缓存写入等)将会处于失效状态,在Innodb中,如果某个事务修改了这张表,则这个表的缓存在事务提交前都会处于失效状态,在这个事务提交前,这个表的相关查询都无法被缓存。

    缓存的内存管理

    缓存会在内存中开辟一块内存(query_cache_size)来维护缓存数据,其中大概有40K的空间是用来维护缓存数据的元数据的,例如空间内存,例如空间内存,数据表和查询结果映射,SQL和查询结果映射的。
    mysql将这个大内存块分为小内存块(query_cache_min_res_unit),每个小块中存储自身的类型、大小和查询结果数据,还有前后内存块的指针。
    mysql需要设置单个小存储块大小,在SQL查询开始(还未得到结果)时就去申请一块内存空间,所以即使你的缓存数据没有达到这个大小也需要这个大小的数据块去保存(like linux filesystem’s block)。如果超出这个内存块的大小,则需要再申请一个内存块。当查询完成发现申请的内存有富余,则会将富余的内存空间是放点,这就会造成内存碎片的问题,见下图
    这里写图片描述

    缓存的使用时机

    衡量打开缓存是否对系统有性能提升是一个很难的话题

    1. 通过缓存命中率判断, 缓存命中率 = 缓存命中次数 (Qcache_hits) / 查询次数 (Com_select)
    2. 通过缓存写入率, 写入率 = 缓存写入次数 (Qcache_inserts) / 查询次数 (Qcache_inserts)
    3. 通过 命中-写入率 判断, 比率 = 命中次数 (Qcache_hits) / 写入次数 (Qcache_inserts), 高性能MySQL中称之为比较能反映性能提升的指数,一般来说达到3:1则算是查询缓存有效,而最好能够达到10:1

    缓存参数配置

    1. query_cache_type: 是否打开缓存
      可选项
      1) OFF: 关闭
      2) ON: 总是打开
      3) DEMAND: 只有明确写了SQL_CACHE的查询才会吸入缓存
    2. query_cache_size: 缓存使用的总内存空间大小,单位是字节,这个值必须是1024的整数倍,否则MySQL实际分配可能跟这个数值不同(感觉这个应该跟文件系统的blcok大小有关)
    3. query_cache_min_res_unit: 分配内存块时的最小单位大小
    4. query_cache_limit: MySQL能够缓存的最大结果,如果超出,则增加 Qcache_not_cached的值,并删除查询结果
    5. query_cache_wlock_invalidate: 如果某个数据表被锁住,是否仍然从缓存中返回数据,默认是OFF,表示仍然可以返回

    GLOBAL STAUS 中 关于 缓存的参数解释:
    Qcache_free_blocks: 缓存池中空闲块的个数
    Qcache_free_memory: 缓存中空闲内存量
    Qcache_hits: 缓存命中次数
    Qcache_inserts: 缓存写入次数
    Qcache_lowmen_prunes: 因内存不足删除缓存次数
    Qcache_not_cached: 查询未被缓存次数,例如查询结果超出缓存块大小,查询中包含可变函数等
    Qcache_queries_in_cache: 当前缓存中缓存的SQL数量
    Qcache_total_blocks: 缓存总block数

    减少碎片策略

    1. 选择合适的block大小
    2. 使用 FLUSH QUERY CACHE 命令整理碎片.这个命令在整理缓存期间,会导致其他连接无法使用查询缓存
      PS: 清空缓存的命令式 RESET QUERY CACHE
      这里写图片描述

    InnoDB与查询缓存

    Innodb会对每个表设置一个事务计数器,里面存储当前最大的事务ID.当一个事务提交时,InnoDB会使用MVCC中系统事务ID最大的事务ID跟新当前表的计数器.
    只有比这个最大ID大的事务能使用查询缓存,其他比这个ID小的事务则不能使用查询缓存.
    另外,在InnoDB中,所有有加锁操作的事务都不使用任何查询缓存
    查询必须是完全相同的(逐字节相同)才能够被认为是相同的。另外,同样的查询字符串由于其它原因可能认为是不同的。使用不同的数据库、不同的协议版本或者不同 默认字符集的查询被认为是不同的查询并且分别进行缓存。

    展开全文
  • mysql缓存机制

    2022-03-04 14:31:14
    查询缓存最忌讳修改,因为它会使mysql的查询缓存失效。 在这里插入图片描述 have_query_cache:是否支持查询缓存 query_cache_limit:如果某条查询语句的查询结果超过了这个结果集,那么将不会添加到查询缓存。 ...

    1.查询缓存Query Cache
    查询sql : SHOW variables LIKE ‘query%’;
    查询缓存不仅将查询语句缓存起来,还将查询结果缓存起来。

    查询缓存最忌讳修改,因为它会使mysql的查询缓存失效。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    have_query_cache:是否支持查询缓存

    query_cache_limit:如果某条查询语句的查询结果超过了这个结果集,那么将不会添加到查询缓存。

    query_cache_min_res_unit:查询缓存是以块为单位申请内存空间,过大会多出分配,过小会导致内存碎片。

    query_cache_size :设置查询缓存的内存大小。

    query_cache_type :有三个参数,0表示查询缓存关闭,1表示查询总是先到查询缓存中查找,2表示表示不使用查询缓存,除非在sql中指定sql_cache选项。

    query_cache_wlock_invalidate:该参数用于设置行级排它锁与查询缓存之间的关系,0(默认)表示加行级排他锁的同时,该表的所有查询缓存依然有效。如果设置为1,表示加行级排他锁的同时

    2.什么是query cache

    Mysql没有shared_pool缓存执行计划,但是提供了query cache缓存sql执行结果和文本,如果在生命周期内完全相同的sql再次运行,则连sql解析都免去了;

    所谓完全相同,包含如下条件

    Sql的大小写必须完全一样;

    发起sql的客户端必须使用同样的字符集和通信协议;

    sql查询同一数据库下的同一个表(不同数据库可能有同名表);

    Sql查询结果必须确定,即不能带有now()等函数;

    当查询表发生DML或DDL,其缓存即失效;

    针对mysql/information_schema/performance_schema的查询不缓存;

    使用临时表的sql也不能缓存;

    mysql Query Cache 默认为打开。从某种程度可以提高查询的效果,但是未必是最优的解决方案,如果有的大量的修改和查询时,由于修改造成的cache失效,会给服务器造成很大的开销,可以通过query_cache_type【0(OFF)1(ON)2(DEMAND)】来控制缓存的开关.

    需要注意的是mysql query cache 是对大小写敏感的,因为Query Cache 在内存中是以 HASH 结构来进行映射,HASH 算法基础就是组成 SQL 语句的字符,所以 任何sql语句的改变重新cache,这也是项目开发中要建立sql语句书写规范的原因吧

    3. 何时cache
    a) mysql query cache内容为 select 的结果集, cache 使用完整的 sql 字符串做 key, 并区分大小写,空格等。即两个sql必须完全一致才会导致cache命中。
    b) prepared statement永远不会cache到结果,即使参数完全一样。据说在 5.1 之后会得到改善。
    c) where条件中如包含了某些函数永远不会被cache, 比如current_date, now等。
    d) date 之类的函数如果返回是以小时或天级别的,最好先算出来再传进去。
    select * from foo where date1=current_date – 不会被 cache
    select * from foo where date1=‘2008-12-30’ – 被cache, 正确的做法
    e) 太大的result set不会被cache (< query_cache_limit)

    4. 何时invalidate
    a) 一旦表数据进行任何一行的修改,基于该表相关cache立即全部失效。
    b) 为什么不做聪明一点判断修改的是否cache的内容?因为分析cache内容太复杂,服务器需要追求最大的性能。

    5. 性能
    a) cache 未必所有场合总是会改善性能
    当有大量的查询和大量的修改时,cache机制可能会造成性能下降。因为每次修改会导致系统去做cache失效操作,造成不小开销。
    另外系统cache的访问由一个单一的全局锁来控制,这时候大量>的查询将被阻塞,直至锁释放。所以不要简单认为设置cache必定会带来性能提升。
    b) 大result set不会被cache的开销
    太大的result set不会被cache, 但mysql预先不知道result set的长度,所以只能等到reset set在cache添加到临界值 query_cache_limit 之后才会简单的把这个cache 丢弃。这并不是一个高效的操作。如果mysql status中Qcache_not_cached太大的话, 则可对潜在的大结果集的sql显式添加 SQL_NO_CACHE 的控制。
    query_cache_min_res_unit = (query_cache_size – Qcache_free_memory) / Qcache_queries_in_cache

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