MySQL实战45讲Day32----查这么多数据是否会把数据库内存打爆

一、对大表做全表扫描的流程：

1、全表扫描对server层的影响：

  假设，现在要对一个200G的InnoDB表db1. t，执行一个全表扫描要把扫描结果保存在客户端，会使用类似这样的命令：
mysql -h$host -P$port -u$user -p$pwd -e "select * from db1.t" > $target_file

<1>、InnoDB的数据是保存在主键索引上的，所以全表扫描实际上是直接扫描表t的主键索引。这条查询语句由于没有其他的判断条件，所以查到的每一行都可以直接放到结果集里面，然后返回给客户端。

<2>、取数据和发数据的流程：

1. 获取一行，写到net_buffer中。这块内存的大小是由参数net_buffer_length定义的，默认是16k。

2. 重复获取行，直到net_buffer写满，调用网络接口发出去。

3. 如果发送成功，就清空net_buffer，然后继续取下一行，并写入net_buffer。

4. 如果发送函数返回EAGAIN或WSAEWOULDBLOCK，就表示本地网络栈（socket send buffer）写满了，进入等待。直到网络栈重新可写，再继续发送。
   

   
   注意：

• 一个查询在发送过程中，占用的MySQL内部的内存最大就是net_buffer_length这么大，并不会达到200G；

• socket send buffer 也不可能达到200G（默认定义/proc/sys/net/core/wmem_default），如果socket send buffer被写满，就会暂停读数据的流程。

• MySQL是“边读边发的”，这个概念很重要。这就意味着，如果客户端接收得慢，会导致MySQL服务端由于结果发不出去，这个事务的执行时间变长。

<3>、查询语句的状态变化：

• MySQL查询语句进入执行阶段后，首先把状态设置成“Sending data”；

• 然后，发送执行结果的列相关的信息（meta data) 给客户端；

• 再继续执行语句的流程；

• 执行完成后，把状态设置成空字符串。

<4>、总结：

• 服务端show processlist看到的结果中的State的值处于“Sending to client”，就表示服务器端的网络栈写满了。

• 对于正常的线上业务来说，如果一个查询的返回结果不会很多的话，建议使用mysql_store_result这个接口，直接把查询结果保存到本地内存。

• “Sending data”并不一定是指“正在发送数据”，而可能是处于执行器过程中的任意阶段。

• 查询的结果是分段发给客户端的，因此扫描全表，查询返回大量的数据，并不会把内存打爆。

2、全表扫描对InnoDB的影响：

<1>、Buffer Pool的作用：

• 加速更新。
• 加速查询。

<2>、Buffer Pool对查询的加速效果的影响因素：

  内存命中率。在show engine innodb status结果中，查看一个系统当前的BP命中率。一般情况下，一个稳定服务的线上系统，要保证响应时间符合要求的话，内存命中率要在99%以上。

执行show engine innodb status ，可以看到“Buffer pool hit rate”字样，显示的就是当前的命中率。比如下图这个命中率，就是99.0%。

<3>、InnoDB Buffer Pool大小的控制因素：

  由参数 innodb_buffer_pool_size确定的，一般建议设置成可用物理内存的60%~80%。所以，innodb_buffer_pool_size小于磁盘的数据量是很常见的。如果一个 Buffer Pool满了，而又要从磁盘读入一个数据页，那肯定是要淘汰一个旧数据页的。InnoDB内存管理用的是最近最少使用 (Least Recently Used, LRU)算法，这个算法的核心就是淘汰最久未使用的数据。

<4>、InnoDB对LRU算法的改进：

1. 在InnoDB实现上，按照5:3的比例把整个LRU链表分成了young区域和old区域。图中LRU_old指向的就是old区域的第一个位置，是整个链表的5/8处。也就是说，靠近链表头部的5/8是young区域，靠近链表尾部的3/8是old区域。

2. 此时的执行流程为：

   • 图中状态1，要访问数据页P3，由于P3在young区域，将其移到链表头部，变成状态2。

   • 之后要访问一个新的不存在于当前链表的数据页，这时候依然是淘汰掉数据页Pm，但是新插入的数据页Px，是放在LRU_old处。

   • 处于old区域的数据页，每次被访问的时候都要做下面这个判断：

     • 若这个数据页在LRU链表中存在的时间超过了1秒，就把它移动到链表头部；
     • 如果这个数据页在LRU链表中存在的时间短于1秒，位置保持不变。1秒这个时间，是由参数innodb_old_blocks_time控制的。其默认值是1000，单位毫秒。

3. 以扫描200G的历史数据表为例，LRU算法的操作逻辑：

   • 扫描过程中，需要新插入的数据页，都被放到old区域;

   • 一个数据页里面有多条记录，这个数据页会被多次访问到，但由于是顺序扫描，这个数据页第一次被访问和最后一次被访问的时间间隔不会超过1秒，因此还是会被保留在old区域；

   • 再继续扫描后续的数据，之前的这个数据页之后也不会再被访问到，于是始终没有机会移到链表头部（也就是young区域），很快就会被淘汰出去。

   • 这个策略最大的收益，就是在扫描这个大表的过程中，虽然也用到了Buffer Pool，但是对young区域完全没有影响，从而保证了Buffer Pool响应正常业务的查询命中率。