MySQL · 功能分析 · MySQL表定义缓存

## 表定义 MySQL的表包含表名，表空间、索引、列、约束等信息，这些表的元数据我们暂且称为表定义信息。 对于InnoDB来说，MySQL在server层和engine层都有表定义信息。server层的表定义记录在frm文件中，而InnoDB层的表定义信息存储在InnoDB系统表中。例如: ~~~ InnoDB_SYS_DATAFILES InnoDB_SYS_TABLESTATS InnoDB_SYS_INDEXES InnoDB_SYS_FIELDS InnoDB_SYS_TABLESPACES InnoDB_SYS_FOREIGN_COLS InnoDB_SYS_FOREIGN InnoDB_SYS_TABLES InnoDB_SYS_COLUMNS ~~~ 注：以上都是memory表，它们内容是从实际系统表中获取的。实际上InnoDB系统表engine也是InnoDB类型的，数据也是以B树组织的。 在数据库每次执行sql都会访问表定义信息，如果每次都从frm文件或系统表中获取，效率会较低。因此MySQL在server层和InnoDB层都有表定义的缓存。以MySQL 5.6为例，参数table_definition_cache控制了表定义缓存中表的个数，server层和InnoDB层的表定义缓存共用此参数。 ## server层表定义缓存 server层表定义为TABLE_SHARE对象，TABLE_SHARE对象有引用计数和版本信息，每次使用flush操作会递增版本信息。 server层表定义缓存由hash表和old_unused_share链表组成，通过hash表table_def_cache以表名为key缓存TABLE_SHARE对象，同时未使用的TABLE_SHARE对象通过old_unused_share链表链接。 * 获取TABLE_SHARE(`get_table_share`) 先从HASH查找，找不到再读取frm文件加载表定义信息。同时递增引用计数。 * 释放TABLE_SHARE(`release_table_share`) 递减引用计数。当引用计数为0时，如果版本发生变化，直接删除此TABLE_SHARE。 old_unused_share链表调整: * 获取TABLE_SHARE时(`get_table_share`) 未使用的TABLE_SHARE对象被启用，须从LRU链表取出； 如果缓存总数超出table_definition_cache大小，须依次从old_unused_share链表尾部去除。 * 释放TABLE_SHARE时(`release_table_share`) 当引用计数为0时，如果版本没有发生变化，将TABLE_SHARE对象加入old_unused_share链表尾部。如果缓存总数超出table_definition_cache大小，须依次从old_unused_share链表尾部去除。 真正free TABLE_SHARE对象时，如果此对象还在old_unused_share链表中，须从其中去除。 ## InnoDB层表定义缓存 InnoDB表定义为`dict_table_t`， 缓存为`dict_sys_t`，结构如下 ~~~ struct dict_sys_t{ ... hash_table_t* table_hash; /*!< hash table of the tables， based on name */ hash_table_t* table_id_hash; /*!< hash table of the tables， based on id */ ulint size; /*!< varying space in bytes occupied by the data dictionary table and index objects */ dict_table_t* sys_tables; /*!< SYS_TABLES table */ dict_table_t* sys_columns; /*!< SYS_COLUMNS table */ dict_table_t* sys_indexes; /*!< SYS_INDEXES table */ dict_table_t* sys_fields; /*!< SYS_FIELDS table */ UT_LIST_BASE_NODE_T(dict_table_t) table_LRU; /*!< List of tables that can be evicted from the cache */ UT_LIST_BASE_NODE_T(dict_table_t) table_non_LRU; /*!< List of tables that can't be evicted from the cache */ }; ~~~ 主要由hash表和LRU链表组成。 * 两个hash表，分别按name和id，便于按name和id进行查找。 * table_non_LRU： 存放不放入到LRU链表的表，这些表不会从缓存中淘汰出去。那么哪些表会放入table_non_LRU链表呢？ 1. 系统表，如sys_tables sys_columns sys_fields SYS_INDEXES等； 2. 有引用关系的表都加入table_non_LRU(dict_foreign_add_to_cache)； 3. 有全文索引的表都加入table_non_LRU(fts_optimize_add_table)； 4. 便于删表，删表前对将表加入table_non_LRU，删表时加载表时保证表仍然在缓存中，例如表corrupted时。 * table_LRU 不在table_non_LRU链表中的表都加入table_LRU链表中。 * dict_table_t* sys_tables 等 常用系统表单独标识出来，每次使用时直接取出，不需要从hash表查找。 * LRU的维护 既然存在table_LRU链表，我们就需要考虑LRU的调整： 1. 将最近使用的表放入LRU头部（`dict_move_to_mru`） 每次按name和id查找时都会调整，参考`dict_table_open_on_name`和`dict_table_open_on_id`。 2. LRU的淘汰 * 淘汰哪些表 LRU中表才可以淘汰，table_non_LRU中的表不参入淘汰。 表引用计数必须为0(`table->n_ref_count == 0`)。 表的索引被自适应哈希引用计数必须为0(`btr_search_t->ref_count=0`)。 * 何时淘汰 主线程控制每47（SRV_MASTER_DICT_LRU_INTERVAL）秒检查一次，只遍历一半LRU链表。 主线程空闲时检查一次，但扫所有LRU链表，清理控制缓存表个数不能超过table_definition_cache。 * 如何淘汰 从LRU尾部开始，淘汰满足条件表(`dict_make_room_in_cache`)。 注： 1\. table_non_LRU没有实际作用，主要用于debug； 2\. 如果有较多引用约束的表，它们不受LRU管理，参数table_definition_cache的作用会弱化。