關於MySQL buffer pool的預讀機制

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預讀機制

兩種預讀演算法

　　1、線性預讀

　　2、隨機預讀

對預讀的監控

一、預讀機制　　

　　InnoDB在I/O的最佳化上有個比較重要的特性為預讀，預讀請求是一個i/o請求，它會非同步地在緩衝池中預先回遷多個頁面，預計很快就會需要這些頁面，這些請求在一個範圍內引入所有頁面。InnoDB以64個page為一個extent，那麼InnoDB的預讀是以page為單位還是以extent？

 

　　資料庫請求資料的時候，會將讀請求交給檔案系統，放入請求隊列中；相關進程從請求隊列中將讀請求取出，根據需求到相關資料區(記憶體、磁碟)讀取資料；取出的資料，放入響應隊列中，最後資料庫就會從響應隊列中將資料取走，完成一次資料讀操作過程。

　　接著進程繼續處理請求隊列，(如果資料庫是全表掃描的話，資料讀請求將會佔滿請求隊列)，判斷後面幾個資料讀請求的資料是否相鄰，再根據自身系統IO頻寬處理量，進行預讀，進行讀請求的合并處理，一次性讀取多塊資料放入響應隊列中，再被資料庫取走。(如此，一次物理讀操作，實現多頁資料讀取，rrqm>0（# iostat -x），假設是4個讀請求合并，則rrqm參數顯示的就是4)

 

二、兩種預讀演算法

　　InnoDB使用兩種預讀演算法來提高I/O效能：線性預讀（linear read-ahead）和隨機預讀（randomread-ahead）

　　為了區分這兩種預讀的方式，我們可以把線性預讀放到以extent為單位，而隨機預讀放到以extent中的page為單位。線性預讀著眼於將下一個extent提前讀取到buffer pool中，而隨機預讀著眼於將當前extent中的剩餘的page提前讀取到buffer pool中。

1、線性預讀（linear read-ahead）

　　線性預讀方式有一個很重要的變數控制是否將下一個extent預讀到buffer pool中，通過使用配置參數innodb_read_ahead_threshold，控制觸發innodb執行預讀操作的時間。

　　如果一個extent中的被順序讀取的page超過或者等於該參數變數時，Innodb將會非同步將下一個extent讀取到buffer pool中，innodb_read_ahead_threshold可以設定為0-64的任何值(因為一個extent中也就只有64頁)，預設值為56，值越高，訪問模式檢查越嚴格。

mysql> show variables like ‘innodb_read_ahead_threshold‘;+-----------------------------+-------+| Variable_name               | Value |+-----------------------------+-------+| innodb_read_ahead_threshold | 56    |+-----------------------------+-------+

　　例如，如果將值設定為48，則InnoDB只有在順序訪問當前extent中的48個pages時才觸發線性預讀請求，將下一個extent讀到記憶體中。如果值為8，InnoDB觸發非同步預讀，即使程式段中只有8頁被順序訪問。

　　可以在MySQL設定檔中設定此參數的值，或者使用SET GLOBAL需要該SUPER許可權的命令動態更改該參數。

　　在沒有該變數之前，當訪問到extent的最後一個page的時候，innodb會決定是否將下一個extent放入到buffer pool中。

2、隨機預讀（randomread-ahead）

　　隨機預讀方式則是表示當同一個extent中的一些page在buffer pool中發現時，Innodb會將該extent中的剩餘page一併讀到buffer pool中。

mysql> show variables like ‘innodb_random_read_ahead‘;+--------------------------+-------+| Variable_name            | Value |+--------------------------+-------+| innodb_random_read_ahead | OFF   |+--------------------------+-------+

　　由於隨機預讀方式給innodb code帶來了一些不必要的複雜性，同時在效能也存在不穩定性，在5.5中已經將這種預讀方式廢棄，預設是OFF。若要啟用此功能，即將組態變數設定innodb_random_read_ahead為ON。

 

三、監控Innodb的預讀

1、可以通過show engine innodb status\G顯示統計資訊

mysql> show engine innodb status\G----------------------BUFFER POOL AND MEMORY----------------------……Pages read ahead 0.00/s, evicted without access 0.00/s, Random read ahead 0.00/s……

　　1、Pages read ahead：表示每秒讀入的pages；

　　2、evicted without access：表示每秒讀出的pages；

　　3、一般隨機預讀都是關閉的，也就是0。

2、通過兩個狀態值，評估預讀演算法的有效性

mysql> show global status like ‘%read_ahead%‘;+---------------------------------------+-------+| Variable_name                         | Value |+---------------------------------------+-------+| Innodb_buffer_pool_read_ahead_rnd     | 0     || Innodb_buffer_pool_read_ahead         | 2303  || Innodb_buffer_pool_read_ahead_evicted | 0     |+---------------------------------------+-------+3 rows in set (0.01 sec)

　　1、Innodb_buffer_pool_read_ahead：通過預讀(後台線程)讀入innodb buffer pool中資料頁數

　　2、Innodb_buffer_pool_read_ahead_evicted：通過預讀來的資料頁沒有被查詢訪問就被清理的pages，無效預讀頁數

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