优化体系--mysql数据库查询缓存总结

概述

mysql查询缓存在数据库优化可以起到很大的作用，今天主要针对这一块做一个总结，下面一起来看看吧~

一、缓存条件，原理

MySQL Query Cache是用来缓存我们所执行的SELECT语句以及该语句的结果集，MySql在实现Query Cache的具体技术细节上类似典型的KV存储，就是将SELECT语句和该查询语句的结果集做了一个HASH映射并保存在一定的内存区域中。当客户端发起SQL查询时，Query Cache的查找逻辑是，先对SQL进行相应的权限验证，接着就通过Query Cache来查找结果（注意必须是完全相同，即使多一个空格或者大小写不同都认为不同，即使完全相同的SQL，如果使用不同的字符集、不同的协议等也会被认为是不同的查询而分别进行缓存）。它不需要经过Optimizer模块进行执行计划的分析优化，更不需要发生同任何存储引擎的交互，减少了大量的磁盘IO和CPU运 算，所以有时候效率非常高。

查询缓存的工作流程如下:

1：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.在判断是否命中前,MySQL不会解析SQL,而是直接使用SQL去查询缓存,SQL任何字符上的不同,如空格,注释,都会导致缓存不命中.

如果查询中有不确定数据,例如CURRENT_DATE()和NOW()函数,那么查询完毕后则不会被缓存.所以,包含不确定数据的查询是肯定不会找到可用缓存的

2：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(额外性能消耗)

2. 如果找到了缓存,则直接返回缓存(性能提升)

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查询结果存入缓存表(额外性能消耗)

二、相关SQL语句

2.1、查看SQL缓存参数：show variables like '%query_cache%';

其中各个参数的意义如下：

2.2、开启SQL缓存：set global query_cache_type = 1;

2.3、关闭SQL缓存：set global query_cache_type = 0;

2.4、设置缓存空间：set global query_cache_size = 1024*1024*64 （64M）

2.5、固定SQL语句声明不适用缓存：select sql_no_cache * from 表名

注意：改变SQL语句的大小写或者数据表有数据改动，则不会调用缓存。

2.6、配置查询缓存

vi /etc/my.cnf

query_cache_size=300M
query_cache_type=1

三、清除缓存

mysql的FLUSH句法(清除缓存）

FLUSH flush_option [,flush_option]

如果你想要清除一些MySQL使用内部缓存，你应该使用FLUSH命令。为了执行FLUSH，你必须有reload权限。

flush_option可以是下列任何东西：

一般来讲，Flush操作都会记录在二进制日志文件中mssql查看数据库，但是FLUSH LOGS、FLUSH MASTER、FLUSH SLAVE、FLUSH TABLES WITH READ LOCK不会记录，因此上述操作如果记录在二进制日志文件中话，会对从数据库造成影响。注意：Reset操作其实扮演的是一个Flush操作的增强版的角色。

四、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,其中有大概40K的空间是用来维护缓存的元数据的,例如空间内存,数据表和查询结果的映射,SQL和查询结果的映射等.

MySQL将这个大内存块分为小的内存块(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,还有指向前后内存块的指针.

MySQL需要设置单个小存储块的大小,在SQL查询开始(还未得到结果)时就去申请一块空间,所以即使你的缓存数据没有达到这个大小,也需要用这 个大小的数据块去存(这点跟Linux文件系统的Block一样).如果结果超出这个内存块的大小,则需要再去申请一个内存块.当查询完成发现申请的内存 块有富余,则会将富余的空间释放掉,这就会造成内存碎片问题,见下图

查询缓存存储查询结果后剩余的查询碎片

此处查询1和查询2之间的空白部分就是内存碎片,这部分空闲内存是有查询1查询完以后释放的,假设这个空间大小小于MySQL设定的内存块大小,则无法再被使用,造成碎片问题

在查询开始时申请分配内存Block需要锁住整个空闲内存区,所以分配内存块是非常消耗资源的.注意这里所说的分配内存是在MySQL初始化时就开辟的那块内存上分配的.

五、缓存的使用时机 & 性能

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

任何事情过犹不及，尤其对于某些写频繁的系统，开启Query Cache功能可能并不能让系统性能有提升，有时反而会有下降。原因是MySql为了保证Query Cache缓存的内容和实际数据绝对一致，当某个数据表发生了更新、删除及插入操作，MySql都会强制使所有引用到该表的查询SQL的Query Cache失效。对于密集写操作，启用查询缓存后很可能造成频繁的缓存失效，间接引发内存激增及CPU飙升，对已经非常忙碌的数据库系统这是一种极大的负担。

六、查询缓存问题分析

分析和配置查询缓存

总结

这里要注意Query Cache因MySql的存储引擎不同而实现略有差异，比如MyISAM，缓存的结果集存储在OS Cache中，而最流行的InnoDB则放在Buffer Pool中。

后面会分享更多devops和DBA方面的内容，感兴趣的朋友可以关注一下~

（编辑：拼字网 - 核心网）

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