MySQL中的系统库—performance_schema
1.系统库简介
系统库中的数据很重要， 没有对 MySQL 有全面通盘的了解，不宜去操作其下的数据，而且对系统库的管理维护是是 DBA 的职责。
MySQL 有几个系统数据库，这几个数据库包含了 MySQL 服务器运行过程中所需的一些信息以及一些运行状态信息，我们现在稍微了解一下。
- performance_schema
这个数据库里主要保存 MySQL 服务器运行过程中的一些状态信息，算是对 MySQL 服务器的一个性能监控。包括统计最近执行了哪些语句，在执行过程的每 个阶段都花费了多长时间，内存的使用情况等等信息。- sys
这个数据库主要是通过视图的形式把 information_schema 和 performance_schema 结合起来，让程序员可以更方便的了解 MySQL 服务器的一些性能信息。- information_schema
这个数据库保存着 MySQL 服务器维护的所有其他数据库的信息，比如有哪些表、哪些视图、哪些触发器、哪些列、哪些索引。这些信息并不是真实的用户数据，而是一些描述性信息，有时候也称之为元数据。- mysql
这个数据库核心，它存储了MySQL的用户账户和权限信息，一些存储过程、 事件的定义信息，一些运行过程中产生的日志信息，一些帮助信息以及时区信息等。
2.performance_schema
2.1 什么是performance_schema
MySQL的performance_schema是运行在较低级别的用于监控MySQL Server运行过程中的资源消耗、资源等待等情况的一个功能特性，它具有以下特点。
- performance_schema 提供了一种在数据库运行时实时检查 Server 内部执 行情况的方法。performance_schema 数据库中的表使用 performance_schema 存 储引擎。该数据库主要关注数据库运行过程中的性能相关数据。
- performance_schema 通过监视 Server 的事件来实现监视其内部执行情况， “事件”就是在 Server 内部活动中所做的任何事情以及对应的时间消耗，利用这些信息来判断 Server 中的相关资源被消耗在哪里。一般来说，事件可以是函数调 用、操作系统的等待、SQL 语句执行的阶段。如 SQL 语句执行过程中的 parsing（解 析）或 sorting（排序）阶段]或者整个 SQL 语句的集合。采集事件可以方便地提供 Server 中的相关存储引擎对磁盘文件、表 I/O、表锁等资源的同步调用信息。
- 当前活跃事件、历史事件和事件摘要相关表中记录的信息，能提供某个 事件的执行次数、使用时长，进而可用于分析与某个特定线程、特定对象（如 mutex 或 file）相关联的活动。
- performance_schema 存储引擎使用 Server 源代码中的“检测点”来实现 事件数据的收集。对于 performance_schema 实现机制本身的代码没有相关的单独线程来检测，这与其他功能（如复制或事件计划程序）不同。
收集到的事件数据被存储在 performance_schema 数据库的表中。对于这些 表可以使用 SELECT 语句查询，也可以使用 SQL 语句更新 performance_schema 数 据库中的表记录（比如动态修改 performance_schema 的以“setup_”开头的配 置表，但要注意，配置表的更改会立即生效，这会影响数据收集）。- performance_schema 的表中数据不会持久化存储在磁盘中，而是保存在内存中，一旦服务器重启，这些数据就会丢失（包括配置表在内的整个 performance_schema 下的所有数据）。
2.2 performance_schema的使用
检查当前数据库版本是否支持：
performance_schema 被视为存储引擎，如果该引擎可用，则应该在INFORMATION_SCHEMA.ENGINES表或 show engines语句的输出中可以看到
它的Support字段值为YES
当我们看到performance_schema对应的Support字段值为YES时，就表示当前的数据库版本是支持performance_schema的。但确认了数据库实例支持performance_schema存储引擎就可以使用了吗？NO，很遗憾，
performance_schema在MySQL 5.6及之前的版本中默认没有启用，在MySQL 5.7及之后的版本中才修改为默认启用
启用performance_schema
如果要显式启用或关闭performance_schema, 则需要使用参数
performance_schema=ON|OFF来设置，并在my.cnf中进行配置。
只读参数，需要在实例启动之前设置才生效
mysqld 启动之后，通过如下语句查看performance_schema启用是否生效（值为ON表示performance_schema已初始化成功且可以使用了；值为OFF表示在启用performance_schema时发生某些错误，可以查看错误日志进行排查）
现在，可以通过查询 INFORMATION_SCHEMA.TABLES 表中与performance_schema存储引擎相关的元数据，或者在performance_schema库下使用show tables语句来了解其存在哪些表
足足有87个表。
那么这些表都用于存放什么数据呢？我们如何使用它们来查询数据呢？先来看看这些表是如何分类的
2.2.1 performance_schema的分类
- 语句事件记录表：记录语句事件信息的表，包括：
events_statements_current（当前语句事件表）、events_statements_history（历 史语句事件表）、events_statements_history_long（长语句历史事件表）以及一 些 summary 表（聚合后的摘要表）。其中，summary 表还可以根据账号（account）、 主机（host）、程序（program）、线程（thread）、用户（user）和全局（global） 再进行细分。
- 等待事件记录表：与语句事件记录表类似。
- 阶段事件记录表：记录语句执行阶段事件的表，与语句事件记录表类似
- 事务事件记录表：记录与事务相关的事件的表，与语句事件记录表类似
- 监视文件系统层调用的表
- 监视内存使用的表
- 动态对 performance_schema 进行配置的配置表
我们已经大概知道了performance_schema中主要表的分类，但如何使用这些表来提供性能事件数据呢？
2.2.2 performance_schema简单配置与使用
当数据库初始化完成并启动时，并非所有的 instruments 都启用了，所以默认不会收集所有的事件。在采集配置项的配置表中，每一项都有一个开关字段(或为 YES，或为 NO)。与采集配置项类似，也有一个对应的事件类型保存表配置项，为 YES 表示对应的表保存性能数据，为 NO 表示对应的表不保存性能数据。
可能你想检测的事件并没有打开，需要进行设置。可以使用如下两条语句打开对应的 instruments 和 consumers，我们以配置监测等待事件数据为例进行说明。
打开等待事件的采集器配置项开关，需要修改 setup_instruments 配置表中对应的采集器配置项。
Update前简单了解一下这个表
由上图可知这个表有1021项配置，非常多配置
打开等待事件的保存表配置项开关，修改 setup_consumers 配置表中对应的配置项。
performance_schema> update setup_consumers set enabled='yes' where name like 'event_wait%'
配置好之后，我们就可以查看 Server 当前正在做什么了。可以通过查询 events_waits_current 表来得知，该表中每个线程只包含一行数据，用于显示每个线程的最新监视事件。
- *_current 表中每个线程只保留一条记录，且一旦线程完成工作，该表中就 不会再记录该线程的事件信息了。
- *_history 表中记录每个线程已经执行完成的事 件信息，但每个线程的事件信息只记录 10 条，再多就会被覆盖掉。
- *_history_long 表中记录所有线程的事件信息，但总记录数量是 10000 行，超过会被覆盖掉。
summary 表提供所有事件的汇总信息。该组中的表以不同的方式汇总事件数 据（如：按用户、按主机、按线程等汇总）。
2.2.3 查看最近执行失败的 SQL 语句
使用代码对数据库的某些操作（比如：使用 Java 的 ORM 框架操作数据库） 报出语法错误，但是代码并没有记录 SQL 语句文本的功能，在 MySQL 数据库层能否查看到具体的 SQL 语句文本，看看是否哪里写错了？这个时候，大多数人首先想到的就是去查看错误日志。很遗憾，对于 SQL 语句的语法错误，错误日志并不会记录。
在 performance_schema 的语句事件记录表中针对每一条语句的执 行状态都记录了较为详细的信息，例如：events_statements_表和
events_statements_summary_by_digest 表（events_statements_表记录了语句所有 的执行错误信息，而 events_statements_summary_by_digest 表只记录了语句在执 行过程中发生错误的语句记录统计信息，不记录具体的错误类型，例如：不记录 语法错误类的信息）。
下面看看如何使用这两个表查询语句发生错误的语句信息。
我们模拟一条语法错误的 SQL 语句
使用events_statements_history_long 表或者 events_statements_history 表查询发生语法错误的 SQL 语句：
不知道错误号是多少，可以查询发生错误次数不为 0 的语句记录，在里边找 到 SQL_TEXT 和 MESSAGE_TEXT 字段（提示信息为语法错误的就是它）。
2.2.3 查看最近的事务执行信息
我们可以通过慢查询日志查询到一条语句的执行总时长，但是如果数据库中 存在着一些大事务在执行过程中回滚了，或者在执行过程中异常中止，这个时候慢查询日志就爱莫能助了，这时我们可以借助 performance_schema 的 events_transactions_*表来查看与事务相关的记录，在这些表中详细记录了是否有事务被回滚、活跃（长时间未提交的事务也属于活跃事务）或已提交等信息。
首先需要进行配置启用，事务事件默认并未启用
performance_schema> update setup_instruments set enabled='yes',timed='yes' where name like 'transaction%'
[2021-09-27 08:49:29] 1 row affected in 8 ms
performance_schema> update setup_consumers set enabled='yes' where name like '%transaction%'
[2021-09-27 08:50:17] 3 rows affected in 5 ms
开启一个新会话，用于执行事务，并模拟事务提交
begin;
INSERT INTO db_user.pe_user (id, username, password, real_name, mobile, email) VALUES (2, 'ITSandwich', 'e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e', 'IT三明治', '18617398081', '[email protected]');
查询活跃事务，活跃事务表示当前正在执行的事务事件，需要从events_transactions_current 表中查询
mysql> select * from events_transactions_current;
+-----------+----------+--------------+-------------+-----------+-----------------+-----------+---------------+-----------+-----------+----------+--------+--------------------+--------------------+-----------------+-------------+-----------------+------------+----------------------+---------------------------------+-----------------------------+-----------------------+------------------+--------------------+
| THREAD_ID | EVENT_ID | END_EVENT_ID | EVENT_NAME | STATE | TRX_ID | GTID | XID_FORMAT_ID | XID_GTRID | XID_BQUAL | XA_STATE | SOURCE | TIMER_START | TIMER_END | TIMER_WAIT | ACCESS_MODE | ISOLATION_LEVEL | AUTOCOMMIT | NUMBER_OF_SAVEPOINTS | NUMBER_OF_ROLLBACK_TO_SAVEPOINT | NUMBER_OF_RELEASE_SAVEPOINT | OBJECT_INSTANCE_BEGIN | NESTING_EVENT_ID | NESTING_EVENT_TYPE |
+-----------+----------+--------------+-------------+-----------+-----------------+-----------+---------------+-----------+-----------+----------+--------+--------------------+--------------------+-----------------+-------------+-----------------+------------+----------------------+---------------------------------+-----------------------------+-----------------------+------------------+--------------------+
| 31 | 1106 | NULL | transaction | ACTIVE | NULL | AUTOMATIC | NULL | NULL | NULL | NULL | | 170919619223300000 | 171140224499500000 | 220605276200000 | READ WRITE | REPEATABLE READ | NO | 0 | 0 | 0 | NULL | 1105 | STATEMENT |
| 43 | 3 | NULL | transaction | ACTIVE | NULL | AUTOMATIC | NULL | NULL | NULL | NULL | | 170510062394600000 | 171140224507300000 | 630162112700000 | READ WRITE | REPEATABLE READ | NO | 0 | 0 | 0 | NULL | 2 | STATEMENT |
| 44 | 75 | 75 | transaction | COMMITTED | 284318719743792 | AUTOMATIC | NULL | NULL | NULL | NULL | | 170737755571500000 | 170737755619600000 | 48100000 | READ WRITE | REPEATABLE READ | YES | 0 | 0 | 0 | NULL | 74 | STATEMENT |
+-----------+----------+--------------+-------------+-----------+-----------------+-----------+---------------+-----------+-----------+----------+--------+--------------------+--------------------+-----------------+-------------+-----------------+------------+----------------------+---------------------------------+-----------------------------+-----------------------+------------------+--------------------+
3 rows in set (0.00 sec)
如果喜欢纵向显示可以这样
mysql> select * from events_transactions_current\G
*************************** 1. row ***************************
THREAD_ID: 31
EVENT_ID: 1106
END_EVENT_ID: NULL
EVENT_NAME: transaction
STATE: ACTIVE
TRX_ID: NULL
GTID: AUTOMATIC
XID_FORMAT_ID: NULL
XID_GTRID: NULL
XID_BQUAL: NULL
XA_STATE: NULL
SOURCE:
TIMER_START: 170919619223300000
TIMER_END: 171216831311500000
TIMER_WAIT: 297212088200000
ACCESS_MODE: READ WRITE
ISOLATION_LEVEL: REPEATABLE READ
AUTOCOMMIT: NO
NUMBER_OF_SAVEPOINTS: 0
NUMBER_OF_ROLLBACK_TO_SAVEPOINT: 0
NUMBER_OF_RELEASE_SAVEPOINT: 0
OBJECT_INSTANCE_BEGIN: NULL
NESTING_EVENT_ID: 1105
NESTING_EVENT_TYPE: STATEMENT
*************************** 2. row ***************************
THREAD_ID: 43
EVENT_ID: 3
END_EVENT_ID: NULL
EVENT_NAME: transaction
STATE: ACTIVE
TRX_ID: NULL
GTID: AUTOMATIC
XID_FORMAT_ID: NULL
XID_GTRID: NULL
XID_BQUAL: NULL
XA_STATE: NULL
SOURCE:
TIMER_START: 170510062394600000
TIMER_END: 171216831323500000
TIMER_WAIT: 706768928900000
ACCESS_MODE: READ WRITE
ISOLATION_LEVEL: REPEATABLE READ
AUTOCOMMIT: NO
NUMBER_OF_SAVEPOINTS: 0
NUMBER_OF_ROLLBACK_TO_SAVEPOINT: 0
NUMBER_OF_RELEASE_SAVEPOINT: 0
OBJECT_INSTANCE_BEGIN: NULL
NESTING_EVENT_ID: 2
NESTING_EVENT_TYPE: STATEMENT
*************************** 3. row ***************************
THREAD_ID: 44
EVENT_ID: 75
END_EVENT_ID: 75
EVENT_NAME: transaction
STATE: COMMITTED
TRX_ID: 284318719743792
GTID: AUTOMATIC
XID_FORMAT_ID: NULL
XID_GTRID: NULL
XID_BQUAL: NULL
XA_STATE: NULL
SOURCE:
TIMER_START: 170737755571500000
TIMER_END: 170737755619600000
TIMER_WAIT: 48100000
ACCESS_MODE: READ WRITE
ISOLATION_LEVEL: REPEATABLE READ
AUTOCOMMIT: YES
NUMBER_OF_SAVEPOINTS: 0
NUMBER_OF_ROLLBACK_TO_SAVEPOINT: 0
NUMBER_OF_RELEASE_SAVEPOINT: 0
OBJECT_INSTANCE_BEGIN: NULL
NESTING_EVENT_ID: 74
NESTING_EVENT_TYPE: STATEMENT
3 rows in set (0.00 sec)
以上结果表示有三个未关闭的事务。之所以有三个是因为我写sql写错了，执行了三次才成功。这就更验证了可以同时观察多个未提交的事务
主动去commit再查状态就可以看到事务的状态由ACTIVE转成COMMITTED
再来提交测试事务回滚
begin;
INSERT INTO db_user.pe_user (id, username, password, real_name, mobile, email) VALUES (3, 'ITSandwich', 'e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e', 'IT三明治', '18617398081', '[email protected]');
可以看到有一个新的活跃事务
回滚
information_schema> rollback
[2021-09-27 09:16:28] completed in 8 ms
重新确认事务状态为已回滚。
当我们关闭会话以后，事务事件当前表中的记录就消失了
例如我在以下session还有一个已经提交的事务，但是我没有退出，还是可以看到transaction的
我在另外一个session里面也可以看到这个事务记录
我退出有事务的session之后
再查一下当前事务
事务记录已经消失了。
2.2.4 小结
当然performance_schema的用途不止我们上面说到过的这些，它还能提供 比如查看 SQL 语句执行阶段和进度信息、MySQL集群下复制功能查看复制报错详情等等。