MySQL架构——MySQL如何使用内存

本篇介绍MySQL如何使用内存。MySQL主要将内存分配在三个部分，服务器、存储引擎及连接会话。服务器部分包含线程缓存、主机缓存及临时表，存储引擎部分包括缓冲池、日志缓冲，连接会话部分包括排序缓冲和联接缓冲。

MySQL在两个范围内分配内存，全局范围和会话范围。

• 全局内存：全局范围使用的内存在服务器启动时分配，在服务器关机时释放，由服务器进程和它的线程共享。如果服务器使用了全部的物理内存，操作系统发生SWAP，此时会影响MySQL的性能，并有可能导致服务器宕机。用户能够指定的缓冲和缓存包括如下：
  • 授权表缓冲
  • 存储引擎的缓冲，例如，InnoDB的日志缓冲（“innodb_log_buffer_size”）
  • 表开启缓存，用于保存表开启的描述符（“table_open_cache”）
• 会话级内存：会话范围的内存为每个线程动态分配/回收，这部分内存大部分用于处理查询结果，还会有一些内存专门用来管理连接缓冲和线程栈。使用的内存大小和每个会话相关，例如，“sort_buffer_size”设置为1M，假设有100个连接，意味着合计100M的内存用于全部的排序缓冲。此外，一些缓冲可以为每个连接分配多个实例，例如，联接缓冲和临时表。

日志文件和缓冲

当客户端执行一个事务时，首先需要将更改的数据操作写入日志缓冲，之后再写入日志文件。以InnoDB为例，InnoDB在事务提交时需要将缓冲内的日志信息写入Redo日志，如果期间发生崩溃，Redo日志可以用于自动恢复，当MySQL服务器重启时，MySQL将对日志里记载的内容再次回放，以确保表中包含全部已提交的事务。

InnoDB 缓冲池

InnoDB维护一个或多个缓冲池（Buffer Pool），用于在内存中缓存经常使用的数据和索引。当用户发起一个读取查询时，InnoDB首先检查该部分数据页是否在缓冲池中，如果缓冲池中不存在，下一步，InnoDB将从表空间请求数据，InnoDB将数据页放入缓冲池，最后服务将结果返回客户端。因此，合理缓冲池有利于提升MySQL的性能。

配置缓冲池

使用大量的内存可以减少磁盘的I/O，通常情况下用户应将“innodb_buffer_pool_size”设置为主机内存的70%~80%。对于一台专门安装MySQL的主机，用户可以按照如下步骤进行配置：

1. 计算操作系统和相关管理软件（例如，备份软件）使用的内存
2. 分配50%~80%的内存给缓冲池（需要考虑会话级别内存的使用需求，以16G内存的服务器为例，分配给缓冲池的内存大约为12G）
3. 初始配置时，可以根据最大连接数的值（“max_connections”）对缓存池进行配置
   1. “max_connections=151”时，设置70%~80%
   2. “max_connections=1000”时，设置60%~70%
   3. “max_connections=5000”时，设置50%
4. 监视内存的实际使用情况，适当调整，避免操作系统发生SWAP

注意，InnoDB对每个缓冲池使用单一互斥机制，确保内存或其他资源互斥，防止产生并发访问问题。如果缓冲池管理大量的页，这些页无法同时并行提供给多个客户端使用。用户可以设置多个缓冲池，每个缓存池由各自的互斥机制进行保护，因此可以改善InnoDB的并发性。

以上内容是关于MySQL如何使用内存的介绍，感谢关注“MySQL解决方案工程师”！