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详解MyISAM Key Cache
2012年05月10日 Mysql 评论关闭 ⁄ 被围观 8,849 次+

本文将分别介绍MyISAM Key Cache的一般机制、Mid-point strategy、状态、参数和命令。“Cache为王”,无所不在。为了最小化磁盘I/O,MyISAM将最频繁访问的索引块(“index block”)都放在内存中,这样的内存缓冲区我们称之为Key Cache,它的大小可以通过参数key_buffer_size来控制。在MyISAM的索引文件中(MYI),连续的单元(contiguous unit)组成一个Block,Index block的大小等于该BTree索引节点的大小。Key Cache就是以Block为单位的。

1. MyISAM如何使用Key Cache

当MySQL请求(读或写)MyISAM索引文件中某个Index Block时,首先会看Key Cache队列中是否已经缓存了对应block。如果有,就直接在Key Cache队列中进行读写了,不再需要请求磁盘。如果是写请求,那么Key Cache中的对应Block就会被标记为Dirty(和磁盘不一致)。在MyISAM在Key Cache成功请求(读写)某个Block后,会将该Block放到Key Cache队列的头部。

如果Key Cache中没有待请求(读或写)的Block,MyISAM会向磁盘请求对应的Block,并将其放到Key Cache的队列头部。队列如果满了,会将队列尾部的Block删除,该Block如果是Dirty的,会将其Flush到磁盘上。我们看到MyISAM 维护了一个LRU(Least Recently Used)的Key Cache队列。队列中的Dirty Block会在Block被踢出队列时Flush到磁盘上。

2. 图解

下图展示了访问Index Block的过程:(黑色部分为磁盘中的Index文件)

3. 并发访问

Key Cache中的index Block是可以被并发访问的(Shared access ),下面是一些规则:

多个没有更新操作的session可以并发同一个block buffer

多个session同时访问某一个block buffer,如果某个session是update操作,则优先访问

多个session如果都需要进行block replacement,是可以并发操作。(从index file中读取block更新到key cache,但是key cache已满,需要删除一些block buffer的操作叫做block replacement)

4. 补充说明

Key cache中的Block大小可能和索引文件中的Index Block大小不同,可能是大于、小于、等于中的任何一种,但是一般都是成倍数关系的。Key Cache的block大小由参数Key_cache_block_size控制。

在上一页中介绍了Key Cache的基本机制,并且介绍了Key Cache的LRU算法。作为对LRU算法的改进,MyISAM还提供了另一个缓存算法:“Midpoint Insertion Strategy”。接下来将重点介绍该算法的原理和配置。

1. 相关参数

该策略涉及的参数有:key_cache_division_limit、key_cache_age_threshold

2. 原理介绍

(1) 该策略将前面的LRU队列(LRU Chain)分成两部分,hot sub-chain和warm sub-chain。并根据参数key_cache_division_limit划分,总保持warm sub-chain在这个百分比以上。默认情况key_cache_division_limit是100,所以默认时候只有warm sub-chain,即LRU Chain。

(注:Multiple Key cache情况,每个key cache都有对应的key_cache_division_limit值)

(2) 在warm sub-chain中的某个block如果被访问(Access)次数超过某个值时候,就将该block放到hot sub-chain的底部。

(3) 在hot sub-chain中的block会随着每一次的hit调整位置,hit越多,越接近底部。在顶部停留时间过长就会被降级到warm sub-chain中,而且是warm sub-chain的顶部(很可能很快就会被移出key cache)。

(4) Hot sub-chain中的顶部的block停留时间超过一个阈值后就会被降级到warm sub-chain。这个阈值由参数key_cache_age_threshold决定。具体的计算方法是:设N为key cache中的block个数,如果在最近的(N*key_cache_age_threshold/100)次访问中,key cache顶部的block仍然没有被访问到,那么就会被移到warm sub-chain的顶部。

(5) 默认情况key_cache_division_limit = 100,这时只有只有一个Chain,所以不使用该策略。即退化的Midpoint Insertion Strategy是LRU算法。

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