MySQL如何使用内存

本文问题

1. MySQL内存使用可以分为哪几大类？
2. 在MySQL中，哪些内存是自动释放的，哪些内存是可以手动释放的，哪些内存是只能重启释放的？
3. 对于InnoDB和MyISAM存储引擎，MySQL分配内存有什么区别？

内存使用情况

存储引擎

InnoDB

InnoDB缓冲池，大小通过innodb_buffer_pool_size定义，里面包含了InnoDB的表的数据、索引和一些额外信息。
数据库启动时通过malloc()函数分配整个缓冲池大小的内存。可以在数据库运行时，通过修改innodb_buffer_pool_size大小来手动释放部分内存。

MyISAM

MyISAM索引缓存，这部分内存由所有线程共享。大小通过key_buffer_size定义。
对于MyISAM表的打开，索引文件只打开一次，每个对表的并行访问都会打开一次数据文件。对于每个并发线程，缓存表结构，每个列的列结构，并且会缓存一个大小为3*N的缓冲区（N是除了BLOB以外其他列的最大行大小）。BLOB列需要BLOB数据再加上额外的5-8 bytes。MyISAM存储引擎维持一个额外的行缓冲区用于内部使用
myisam_use_mmap 是否使用内存映射来读写MyISAM表。

临时表

内部临时表

内部临时表的大小由tmp_table_size和max_heap_table_size中较小值决定其最大大小。超过两者中的最小值后会由内存表转换为磁盘表。

用户创建的临时表

通过CREATE TABLE语句创建的内存表，max_heap_table_size定义了表的最大大小，并且这类表不会转换为临时表

Performance_schema

Performance_schema在需要时动态增加内存。这部分内存一旦分配，只能通过重启数据库进行释放

线程

所有线程共享相同的基本内存
每个线程还需要一些特定与线程的内存，当线程结束时，分配给线程的内存会释放回操作系统。如果线程结束后进入到线程缓冲池，分配给线程的内存不会释放。

• 堆栈 thread_stack
• 连接缓冲区 net_buffer_length
• 结果缓冲区 net_buffer_length
  连接缓冲区和结果缓冲区都是从net_buffer_length大小开始分配，可以根据需要动态扩展到max_allowed_packed大小。每个SQL语句结束后，结果缓冲区会缩小到net_buffer_length大小。在运行语句时，还会分配正在执行的语句字符串大小的内存。
  每个连接线程都要使用内存来计算语句含义，服务器为每个会话分配max_digest_length大小的内存

请求

顺序读请求会分配一个读缓冲区 read_buffer_size
随机读请求也会分配一个随机读缓冲区 read_rnd_buffer_size
联接join语句一次执行，大多数join可以在不使用临时表的情况下完成，大部分临时表时内存表。
大部分排序请求根据结果集的大小，分配一个排序缓冲区和0到2个临时文件。
基本上所有的解析和计算都在线程本身的可重用的内存池中完成。对于小的项目，不需要内存开销，这可以避免大量小内存分配和释放。只有意外出现大字符串的时候才需要分配内存。
对于每个BLOB列，将动态扩展缓冲区以读取BLOB值。在扫描表的时候，缓冲区将增大到BLOB列的最大值。

表缓存

MySQL需要为表缓存提供内存和文件描述符。所有使用中的表结构都存储在表缓存中，并按照先进先出原则进行管理。table_open_cache定义了初始表缓存的大小
MySQL也需要为表定义缓存提供内存。table_definition_cache定义了可以在表定义缓存中缓存的表定义文件(.frm文件)数量。
FLUSH TABLES语句或者mysqladmi flush-tables命令立即关闭所有未使用的表，并在线程执行结束时将所有正在使用中的表标记为关闭。这样可以释放大多数使用中的内存。FLUSH TABLES在关闭所有表之前不会返回

权限

数据库在内存中缓存 GRANT,CREATE USER,CREATE SERVER以及INSTALL PLUGIN语句的结果。
这些内存不会通过REVOKE,DROP USER,DROP SERVER和UNINSTALL PLUGIN语句释放。
所以执行许多这类语句会导致缓存使用增加，这部分内存可以使用FLUSH PRIVILEGES语句释放。

问题答案

1. MySQL内存使用可以分为哪几大类？

• 存储引擎使用的，包括InnoDB缓冲池innodb_buffer_pool_size和MyISAM索引缓冲区key_buffer_size。
• 表缓存相关的，包括table_open_cache和table_definition_cache
• 内存临时表，内部临时表超过max_heap_table_size和tmp_table_size中的较小值后会转换为磁盘表。使用CREATE TABLE语句创建的临时表不进行转换，但是大小不能超过max_heap_table_size
• 线程的内存，在线程结束（并且线程不回到thread cache）后释放。
  每个客户端连接线程都需要堆栈thread_stack，连接缓冲区，结果缓冲区。连接缓冲区和结果缓冲区都是以net_buffer_length大小开始的，可以根据需要扩展到max_allowed_packet大小。在SQL语句结束后，结果缓冲区会缩小回net_buffer_length大小
• 权限表缓存。数据库缓存以下语句的结果：CREATE USER,GRANT,CREATE SERVER,INSTALL PLUGIN
• Performance_schema使用的内存。根据配置和需要进行增长。

2. 在MySQL中，哪些内存是自动释放的，哪些内存是可以手动释放的，哪些内存是只能重启释放的？

• 自动释放
  线程分配的内存在线程结束后自动释放
  请求占用的内存在请求结束后也会自动释放
• 手动释放
  InnoDB缓冲池占用的内存可以通过在线更改innodb_buffer_pool_size释放
  MyISAM索引缓存可以通过在线更改key_buffer_size进行释放
  表缓存可以通过FLUSH TABLES进行释放
  权限表缓存可以通过FLUSH PRIVILEGES进行释放
• 重启释放
  Performance_schema使用的内存只能重启释放

2. 对于InnoDB和MyISAM存储引擎，MySQL分配内存有什么区别？
   InnoDB使用InnoDB缓冲池，其中包括数据和索引，由innodb_buffer_pool_size定义其大小
   MyISAM使用MyISAM索引缓存，其中只包括索引，由key_buffer_size定义其大小