MySQL引擎——TokuDB与RocksDB

一、环境部署

1.1 OS配置

1.1.1 关闭防火墙

systemctl stop firewalld.service #停止防火墙
systemctl disable firewalld.service #禁止开机启动

1.1.2 关闭selinux

sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/sysconfig/selinux
cat /etc/sysconfig/selinux

1.1.3 关闭大页

echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled

1.2 数据库部署

tar xf Percona-Server-8.0.21-12-r7ddfdfe-el7-x86_64-bundle.tar

yum localinstall percona-server-*
...
  Installing : percona-server-server-8.0.21-12.2.el7.x86_64                                                                                                                        4/9 
Percona Server is distributed with several useful UDF (User Defined Function) from Percona Toolkit.
Run the following commands to create these functions:
mysql -e "CREATE FUNCTION fnv1a_64 RETURNS INTEGER SONAME 'libfnv1a_udf.so'"
mysql -e "CREATE FUNCTION fnv_64 RETURNS INTEGER SONAME 'libfnv_udf.so'"
mysql -e "CREATE FUNCTION murmur_hash RETURNS INTEGER SONAME 'libmurmur_udf.so'"
See http://www.percona.com/doc/percona-server/8.0/management/udf_percona_toolkit.html for more details
  Installing : percona-server-rocksdb-8.0.21-12.2.el7.x86_64                                                                                                                       5/9 


 * This release of Percona Server is distributed with RocksDB storage engine.
 * Run the following script to enable the RocksDB storage engine in Percona Server:

	ps-admin --enable-rocksdb -u  -p[mysql_admin_pass] [-S ] [-h  -P ]

  Installing : percona-server-test-8.0.21-12.2.el7.x86_64                                                                                                                          6/9 
  Installing : percona-server-tokudb-8.0.21-12.2.el7.x86_64                                                                                                                        7/9 


 * This release of Percona Server is distributed with TokuDB storage engine.
 * Run the following script to enable the TokuDB storage engine in Percona Server:

	ps-admin --enable-tokudb -u  -p[mysql_admin_pass] [-S ] [-h  -P ]

...


systemctl start mysqld

cat /data/mysql/logs/error.log | grep 'temporary password'

1.3 启用tokudb和rocksdb

[root@zijie lib]# ps-admin --enable-tokudb -uroot -pZIjie@97125
Checking SELinux status...
INFO: SELinux is disabled.

Checking if TokuDB plugin is available for installation ...
INFO: ha_tokudb.so library for TokuDB found at /usr/lib64/mysql/plugin/ha_tokudb.so.

Checking location of jemalloc library ...
INFO: jemalloc library needed for TokuDB found at /usr/lib64/libjemalloc.so.1

Checking transparent huge pages status on the system...
INFO: Transparent huge pages are currently disabled on the system.

Checking if THP_SETTING variable is set to never or madvise in /etc/sysconfig/mysql...
INFO: Variable THP_SETTING is set in /etc/sysconfig/mysql.

Checking if LD_PRELOAD variable is set for libjemalloc.so.1 in /etc/sysconfig/mysql...
INFO: Variable LD_PRELOAD for libjemalloc.so.1 is set in /etc/sysconfig/mysql.

Checking TokuDB engine plugin status...
INFO: TokuDB engine plugin is not installed.

Installing TokuDB engine...
INFO: Successfully installed TokuDB engine plugin.

[root@zijie lib]# ps-admin --enable-rocksdb -uroot -pZIjie@97125
Checking if RocksDB plugin is available for installation ...
INFO: ha_rocksdb.so library for RocksDB found at /usr/lib64/mysql/plugin/ha_rocksdb.so.

Checking RocksDB engine plugin status...
INFO: RocksDB engine plugin is not installed.

Installing RocksDB engine...
INFO: Successfully installed RocksDB engine plugin.

root@mysql 17:39:  [(none)]> show engines;
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
| Engine             | Support | Comment                                                                    | Transactions | XA   | Savepoints |
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
| TokuDB             | YES     | Percona TokuDB Storage Engine with Fractal Tree(tm) Technology             | YES          | YES  | YES        |
| FEDERATED          | NO      | Federated MySQL storage engine                                             | NULL         | NULL | NULL       |
| PERFORMANCE_SCHEMA | YES     | Performance Schema                                                         | NO           | NO   | NO         |
| ROCKSDB            | YES     | RocksDB storage engine                                                     | YES          | YES  | YES        |
| InnoDB             | DEFAULT | Percona-XtraDB, Supports transactions, row-level locking, and foreign keys | YES          | YES  | YES        |
| MEMORY             | YES     | Hash based, stored in memory, useful for temporary tables                  | NO           | NO   | NO         |
| MyISAM             | YES     | MyISAM storage engine                                                      | NO           | NO   | NO         |
| MRG_MYISAM         | YES     | Collection of identical MyISAM tables                                      | NO           | NO   | NO         |
| BLACKHOLE          | YES     | /dev/null storage engine (anything you write to it disappears)             | NO           | NO   | NO         |
| CSV                | YES     | CSV storage engine                                                         | NO           | NO   | NO         |
| ARCHIVE            | YES     | Archive storage engine                                                     | NO           | NO   | NO         |
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
11 rows in set (0.00 sec)

二、引擎对比

2.1 TokuDB

  TokuDB 是 一个支持高并发插入存储引擎，适用 MySQL 和 MariaDB。其独特的 “分形树”索引：提供了将“随机读写” 变成了 “顺序读写” 的功能，从而拥有了高insert性能；使用的块更大，使数据得以更好的压缩。

优点

• 高压缩比，默认使用zlib进行压缩，尤其是对字符串(varchar,text等)类型有非常高的压缩比，比较适合存储日志、原始数据等。官方宣称可以达到1：12。

• 在线添加索引，不影响读写操作

• HCADER 特性，支持在线字段增加、删除、扩展、重命名操作，（瞬间或秒级完成）

• 支持完整的ACID特性和事务机制

• 非常快的写入性能， Fractal-tree在事务实现上有优势,无undo log，官方称至少比innodb高9倍。

• 支持show processlist 进度查看

• 数据量可以扩展到几个TB；

• 不会产生索引碎片；

缺点

• 不支持外键(foreign key)功能，如果表有外键，切换到 TokuDB引擎后，此约束将被忽略。

• TokuDB 不适大量读取的场景，因为压缩解压缩的原因。CPU占用会高2-3倍，但由于压缩后空间小，IO开销低，平均响应时间大概是2倍左右。

• online ddl 对text,blob等类型的字段不适用

• 没有完善的热备工具，只能通过mysqldump进行逻辑备份

适用场景

• 访问频率不高的数据或历史数据归档
• 数据表非常大并且时不时还需要进行DDL操作

2.2 RocksDB

  RocksDB是由 Facebook 基于 LevelDB 开发的一款提供键值存储与读写功能的 LSM-tree 架构引擎。用户写入的键值对会先写入磁盘上的 WAL (Write Ahead Log)，然后再写入内存中的跳表（SkipList，这部分结构又被称作 MemTable）。LSM-tree 引擎由于将用户的随机修改（插入）转化为了对 WAL 文件的顺序写，因此具有比 B 树类存储引擎更高的写吞吐。内存中的数据达到一定阈值后，会刷到磁盘上生成 SST 文件 (Sorted String Table)，SST 又分为多层（默认至多 6 层），每一层的数据达到一定阈值后会挑选一部分 SST 合并到下一层，每一层的数据是上一层的 10 倍（因此 90% 的数据存储在最后一层）。RocksDB 允许用户创建多个 ColumnFamily ，这些 ColumnFamily 各自拥有独立的内存跳表以及 SST 文件，但是共享同一个 WAL 文件，这样的好处是可以根据应用特点为不同的 ColumnFamily 选择不同的配置，但是又没有增加对 WAL 的写次数。

优点

• innodb空间浪费, B tree分裂导致page内有较多空闲，page利用率不高。innodb现有的压缩效率也不高，压缩以block为单位，也会造成浪费。
• 写入放大：innodb 更新以页为单位，最坏的情况更新N行会更新N个页。RocksDB append only方式 另外，innodb开启double write也会增加写入。
• RocksDB对齐开销小：SST file (默认2MB)需要对齐，但远大于4k, RocksDB_block_size(默认4k) 不需要对齐,因此对齐浪费空间较少
• RocksDB索引前缀相同值压缩存储，节省空间
• RocksDB占总数据量90%的最底层数据，行内不需要存储系统列seqid （innodb聚簇索引列包含trxid,roll_ptr等信息）

缺点

• 大value的场景不友好
• 不适于大规模数据的存取

适用场景

• 对写性能要求很高，同时有较大内存来缓存SST块以提供快速读的场景；
• SSD等对写放大比较敏感以及磁盘等对随机写比较敏感的场景；
• 需要变长kv存储的场景；
• 小规模元数据的存取；