MySQL engine层到server层字段过滤优化

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS MySQL,集群系列 2核4GB
推荐场景:
搭建个人博客
RDS MySQL Serverless 高可用系列,价值2615元额度,1个月
简介:

1.1 问题描述

  执行计划的不同肯定会带来效率的不同,但是在本例中执行计划完全一致,都是全表扫描,不同的只有字段个数而已。其次,测试中都使用了where条件进行过滤(Using where),过滤后没有数据返回,常说的where过滤实际上是在server层,当然某些情况下使用ICP会提前在Innodb层过滤数据,这里不考虑ICP。
  对于大数据量访问来讲可能涉及到物理IO,首次访问和随后的访问因为Innodb buffer的关系,效率不同是正常,需要多测试几次。
_
_
_
  通过上面的测试,可以发现随着字段的不断减少,效率越来越高,并且主要的区别都在sending data下面。简单的说Innodb数据的获取和Innodb数据到server层数据的传递都包含在其中。

2.2 理论依据

https://dev.mysql.com/doc/dev/mysql-server/latest/

全表访问数据的流程

  这里将简单描述一下这种全表扫描的流程,实际上其中有一个核心接口就是row_search_mvcc,它大概包含了如下功能:

  • 通过预取缓存获取数据
  • 打开事务
  • 定位索引位置(包含使用AHI快速定位)
  • 是否开启readview
  • 通过持久化游标不断访问下一条数据
  • 加Innodb表锁、加Innodb行锁
  • 可见性判断
  • 根据主键回表(可能回表需要加行锁)
  • ICP优化
  • SEMI update优化

  下面对MySQL处理字段多少时的优化流程做出介绍:

1、通过select字段构建read_set(server 层)

  首先需要构建一个叫做read_set的位图,来表示访问的字段位置及数量。

2、初次访问定位的时候还会构建一个模板(mysql_row_templ_t)(innodb 层)

  本模板主要用于当Innodb层数据到server层做转换的时候使用,其中记录了使用的字段数量、字段的字符集、字段的类型等等。

3、初次定位数据,定位游标到主键索引的第一行记录,为全表扫描做好准备(innodb层)

  对于这种全表扫描的执行方式,定位数据就变得简单了,只需要找到主键索引的第一条数据就好了。对于全表扫描的初次定位调用函数为btr_cur_open_at_index_side_fun。

  btr_cur_open_at_index_side_func的功能就是通过B+树结构,定位叶子结点的开头第一个块,然后调用函数page_cur_set_before_first,将游标放到了所有记录的开头,目的只有一个为全表扫描做好准备。

4、获取Innodb层的第一条数据(Innodb层)

  拿到了游标过后就可以获取数据了。但是这里获取的数据只是一个指针,言外之意可以理解为整行数据,其格式也是原始的Innodb数据,其中还包含了一些伪列比如(rollback ptr和trx id)。这里实际上和访问的字段个数无关。

5、将第一行记录转换为MySQL格式(Innodb层)

  这一步完成后可以认为记录已经返回给了server层,这里就是实际的数据拷贝了,并不是指针,整个过程放到了函数row_sel_store_mysql_rec中。

  前面的模板(mysql_row_templ_t)也会在这里发挥它的作用,这是一个字段过滤的过程,先来看一个循环
for (i = 0; i < prebuilt->n_template; i++),其中prebuilt->n_template就是字段模板的个数,通过read_set的过滤,对于不需要的字段是不会建立模板的。因此这里的模板数量是和访问的字段个数一样的。

  然后在这个循环下面会调用row_sel_store_mysql_field_func然后调用row_sel_field_store_in_mysql_format_func将字段一个一个转换为MySQL的格式。其中一种类型的转换如下:

    case DATA_INT:
        /* Convert integer data from Innobase to a little-endian
        format, sign bit restored to normal */

        ptr = dest + len;

        for (;;) {
            ptr--;
            *ptr = *data;//值拷贝 内存拷贝
            if (ptr == dest) {
                break;
            }
            data++;
        }

  可以发现这是一种实际的转换,也就是需要花费内存空间的。查询的字段越多那么着这里转换的过程越长,并且这里都是实际的内存拷贝,最终这行数据会存储到row_search_mvcc的形参buffer中返回给server层。

6、对第一条数据进行where过滤(server层)

  拿到数据后当然还不能作为最终的结果返回给用户,需要在server层做一个过滤操作,这个条件比较位于函数evaluate_join_record的开头。

  如果和条件不匹配将会返回False。这里比较会最终调用Item_func的各种方法,如果等于则是Item_func_eq。

7、访问下一条数据(server 层)

  上面已经展示了访问第一条数据的大体流程,接下面需要做的就是继续访问下去,如下:

移动游标到下一行
访问数据
根据模板转换数据返回给server层
根据where条件过滤

  整个过程会持续到全部主键索引数据访问完成。

  并且row_search_mvcc的流程肯定也会有变化。但是实际的获取数据转换过程和过滤过程并没有改变。注意这些步骤除了步骤1,基本都处于sending data下面。

  到这里已经大概知道全表扫描的访问数据的流程了,就来看看一下在全表扫描流程中字段的多少到底有哪些异同点:

不同点

  • 构建的read_set不同,字段越多read_set中为‘1’的位数越多
  • 建立的模板不同,字段越多模板数量越多
  • 每行数据转换为MySQL格式的时候不同,字段越多模板越多,那么循环转换每个字段的循环次数也就越多,并且这是每行都要处理的。返回给server层的行内存消耗越大。

相同点

  • 访问的行数一致
  • 访问的流程一致
  • where过滤的方式一致

  在整个不同点中,认为最耗时的部分应该是每行数据转换为MySQL格式的消耗最大,因为每行每个字段都需要做这样的转换,这也刚好是除以sending data状态下面。线上大于10个字段的表比比皆是,如果只需要访问其中的少量字段,最好还是写实际的字段而不是‘*’,来规避这个问题。

总结
  本文中以全表扫描为列进行了解释,但是实际上任何情况下都应该缩减访问字段的数量,应该只访问需要的字段。

相关实践学习
如何在云端创建MySQL数据库
开始实验后,系统会自动创建一台自建MySQL的 源数据库 ECS 实例和一台 目标数据库 RDS。
全面了解阿里云能为你做什么
阿里云在全球各地部署高效节能的绿色数据中心,利用清洁计算为万物互联的新世界提供源源不断的能源动力,目前开服的区域包括中国(华北、华东、华南、香港)、新加坡、美国(美东、美西)、欧洲、中东、澳大利亚、日本。目前阿里云的产品涵盖弹性计算、数据库、存储与CDN、分析与搜索、云通信、网络、管理与监控、应用服务、互联网中间件、移动服务、视频服务等。通过本课程,来了解阿里云能够为你的业务带来哪些帮助 &nbsp; &nbsp; 相关的阿里云产品:云服务器ECS 云服务器 ECS(Elastic Compute Service)是一种弹性可伸缩的计算服务,助您降低 IT 成本,提升运维效率,使您更专注于核心业务创新。产品详情: https://www.aliyun.com/product/ecs
目录
相关文章
|
7天前
|
SQL 关系型数据库 MySQL
MySQL慢查询优化、索引优化、以及表等优化详解
本文详细介绍了MySQL优化方案,包括索引优化、SQL慢查询优化和数据库表优化,帮助提升数据库性能。关注【mikechen的互联网架构】,10年+BAT架构经验倾囊相授。
MySQL慢查询优化、索引优化、以及表等优化详解
|
9天前
|
分布式计算 关系型数据库 MySQL
SpringBoot项目中mysql字段映射使用JSONObject和JSONArray类型
SpringBoot项目中mysql字段映射使用JSONObject和JSONArray类型 图像处理 光通信 分布式计算 算法语言 信息技术 计算机应用
30 8
|
11天前
|
缓存 监控 关系型数据库
如何优化MySQL查询速度?
如何优化MySQL查询速度?【10月更文挑战第31天】
37 3
|
14天前
|
缓存 关系型数据库 MySQL
如何优化 MySQL 数据库的性能?
【10月更文挑战第28天】
37 1
|
15天前
|
监控 关系型数据库 MySQL
数据库优化:MySQL索引策略与查询性能调优实战
【10月更文挑战第27天】本文深入探讨了MySQL的索引策略和查询性能调优技巧。通过介绍B-Tree索引、哈希索引和全文索引等不同类型,以及如何创建和维护索引,结合实战案例分析查询执行计划,帮助读者掌握提升查询性能的方法。定期优化索引和调整查询语句是提高数据库性能的关键。
81 1
|
21天前
|
NoSQL 关系型数据库 MySQL
MySQL与Redis协同作战:优化百万数据查询的实战经验
【10月更文挑战第13天】 在处理大规模数据集时,传统的关系型数据库如MySQL可能会遇到性能瓶颈。为了提升数据处理的效率,我们可以结合使用MySQL和Redis,利用两者的优势来优化数据查询。本文将分享一次实战经验,探讨如何通过MySQL与Redis的协同工作来优化百万级数据统计。
48 5
|
16天前
|
监控 关系型数据库 MySQL
数据库优化:MySQL索引策略与查询性能调优实战
【10月更文挑战第26天】数据库作为现代应用系统的核心组件,其性能优化至关重要。本文主要探讨MySQL的索引策略与查询性能调优。通过合理创建索引(如B-Tree、复合索引)和优化查询语句(如使用EXPLAIN、优化分页查询),可以显著提升数据库的响应速度和稳定性。实践中还需定期审查慢查询日志,持续优化性能。
47 0
|
18天前
|
关系型数据库 MySQL Java
SpringBoot项目中mysql字段映射使用JSONObject和JSONArray类型
SpringBoot项目中mysql字段映射使用JSONObject和JSONArray类型
22 0
|
8天前
|
SQL 关系型数据库 MySQL
go语言数据库中mysql驱动安装
【11月更文挑战第2天】
23 4
|
6天前
|
SQL 关系型数据库 MySQL
12 PHP配置数据库MySQL
路老师分享了PHP操作MySQL数据库的方法,包括安装并连接MySQL服务器、选择数据库、执行SQL语句(如插入、更新、删除和查询),以及将结果集返回到数组。通过具体示例代码,详细介绍了每一步的操作流程,帮助读者快速入门PHP与MySQL的交互。
19 1