數(shù)據(jù)庫屬于 IO 密集型的應(yīng)用程序，其主要職責(zé)就是數(shù)據(jù)的管理及存儲(chǔ)工作。而我們知道，從內(nèi)存中讀取一個(gè)數(shù)據(jù)庫的時(shí)間是微秒級(jí)別，而從一塊普通硬盤上讀取一個(gè)IO是在毫秒級(jí)別，二者相差3個(gè)數(shù)量級(jí)。所以，要優(yōu)化數(shù)據(jù)庫，首先第一步需要優(yōu)化的就是 IO，盡可能將磁盤IO轉(zhuǎn)化為內(nèi)存IO。本文先從 MySQL 數(shù)據(jù)庫IO相關(guān)參數(shù)（緩存參數(shù)）的角度來看看可以通過哪些參數(shù)進(jìn)行IO優(yōu)化：

• query_cache_size/query_cache_type （global）

Query cache 作用于整個(gè) MySQL Instance，主要用來緩存 MySQL 中的 ResultSet，也就是一條SQL語句執(zhí)行的結(jié)果集，所以僅僅只能針對(duì)select語句。當(dāng)我們打開了 Query Cache 功能，MySQL在接受到一條select語句的請(qǐng)求后，如果該語句滿足Query Cache的要求（未顯式說明不允許使用Query Cache，或者已經(jīng)顯式申明需要使用Query Cache），MySQL 會(huì)直接根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的HASH算法將接受到的select語句以字符串方式進(jìn)行hash，然后到Query Cache 中直接查找是否已經(jīng)緩存。也就是說，如果已經(jīng)在緩存中，該select請(qǐng)求就會(huì)直接將數(shù)據(jù)返回，從而省略了后面所有的步驟（如 SQL語句的解析，優(yōu)化器優(yōu)化以及向存儲(chǔ)引擎請(qǐng)求數(shù)據(jù)等），極大的提高性能。

當(dāng)然，Query Cache 也有一個(gè)致命的缺陷，那就是當(dāng)某個(gè)表的數(shù)據(jù)有任何任何變化，都會(huì)導(dǎo)致所有引用了該表的select語句在Query Cache 中的緩存數(shù)據(jù)失效。所以，當(dāng)我們的數(shù)據(jù)變化非常頻繁的情況下，使用Query Cache 可能會(huì)得不償失。

Query Cache的使用需要多個(gè)參數(shù)配合，其中最為關(guān)鍵的是 query_cache_size 和 query_cache_type ，前者設(shè)置用于緩存 ResultSet 的內(nèi)存大小，后者設(shè)置在何場(chǎng)景下使用 Query Cache。在以往的經(jīng)驗(yàn)來看，如果不是用來緩存基本不變的數(shù)據(jù)的MySQL數(shù)據(jù)庫，query_cache_size 一般 256MB 是一個(gè)比較合適的大小。當(dāng)然，這可以通過計(jì)算Query Cache的命中率（Qcache_hits/(Qcache_hits+Qcache_inserts)*100)）來進(jìn)行調(diào)整。 query_cache_type可以設(shè)置為0(OFF)，1(ON)或者2(DEMOND)，分別表示完全不使用query cache，除顯式要求不使用query cache（使用sql_no_cache）之外的所有的select都使用query cache，只有顯示要求才使用query cache（使用sql_cache）。

• binlog_cache_size （global）

Binlog Cache 用于在打開了二進(jìn)制日志（binlog）記錄功能的環(huán)境，是 MySQL 用來提高binlog的記錄效率而設(shè)計(jì)的一個(gè)用于短時(shí)間內(nèi)臨時(shí)緩存binlog數(shù)據(jù)的內(nèi)存區(qū)域。

一般來說，如果我們的數(shù)據(jù)庫中沒有什么大事務(wù)，寫入也不是特別頻繁，2MB～4MB是一個(gè)合適的選擇。但是如果我們的數(shù)據(jù)庫大事務(wù)較多，寫入量比較大，可與適當(dāng)調(diào)高binlog_cache_size。同時(shí)，我們可以通過binlog_cache_use 以及 binlog_cache_disk_use來分析設(shè)置的binlog_cache_size是否足夠，是否有大量的binlog_cache由于內(nèi)存大小不夠而使用臨時(shí)文件（binlog_cache_disk_use）來緩存了。

• key_buffer_size （global）

Key Buffer 可能是大家最為熟悉的一個(gè) MySQL 緩存參數(shù)了，尤其是在 MySQL 沒有更換默認(rèn)存儲(chǔ)引擎的時(shí)候，很多朋友可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，默認(rèn)的 MySQL 配置文件中設(shè)置最大的一個(gè)內(nèi)存參數(shù)就是這個(gè)參數(shù)了。key_buffer_size 參數(shù)用來設(shè)置用于緩存 MyISAM存儲(chǔ)引擎中索引文件的內(nèi)存區(qū)域大小。如果我們有足夠的內(nèi)存，這個(gè)緩存區(qū)域最好是能夠存放下我們所有的 MyISAM 引擎表的所有索引，以盡可能提高性能。

此外，當(dāng)我們?cè)谑褂肕yISAM 存儲(chǔ)的時(shí)候有一個(gè)及其重要的點(diǎn)需要注意，由于 MyISAM 引擎的特性限制了他僅僅只會(huì)緩存索引塊到內(nèi)存中，而不會(huì)緩存表數(shù)據(jù)庫塊。所以，我們的 SQL 一定要盡可能讓過濾條件都在索引中，以便讓緩存幫助我們提高查詢效率。

• bulk_insert_buffer_size （thread）

和key_buffer_size一樣，這個(gè)參數(shù)同樣也僅作用于使用 MyISAM存儲(chǔ)引擎，用來緩存批量插入數(shù)據(jù)的時(shí)候臨時(shí)緩存寫入數(shù)據(jù)。當(dāng)我們使用如下幾種數(shù)據(jù)寫入語句的時(shí)候，會(huì)使用這個(gè)內(nèi)存區(qū)域來緩存批量結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)以幫助批量寫入數(shù)據(jù)文件：

insert … select …
insert … values (…) ,(…),(…)…
load data infile… into… (非空表)

• innodb_buffer_pool_size（global）

當(dāng)我們使用InnoDB存儲(chǔ)引擎的時(shí)候，innodb_buffer_pool_size 參數(shù)可能是影響我們性能的最為關(guān)鍵的一個(gè)參數(shù)了，他用來設(shè)置用于緩存 InnoDB 索引及數(shù)據(jù)塊的內(nèi)存區(qū)域大小，類似于 MyISAM 存儲(chǔ)引擎的 key_buffer_size 參數(shù)，當(dāng)然，可能更像是 Oracle 的 db_cache_size。簡(jiǎn)單來說，當(dāng)我們操作一個(gè) InnoDB 表的時(shí)候，返回的所有數(shù)據(jù)或者去數(shù)據(jù)過程中用到的任何一個(gè)索引塊，都會(huì)在這個(gè)內(nèi)存區(qū)域中走一遭。

和key_buffer_size 對(duì)于 MyISAM 引擎一樣，innodb_buffer_pool_size 設(shè)置了 InnoDB 存儲(chǔ)引擎需求最大的一塊內(nèi)存區(qū)域的大小，直接關(guān)系到 InnoDB存儲(chǔ)引擎的性能，所以如果我們有足夠的內(nèi)存，盡可將該參數(shù)設(shè)置到足夠打，將盡可能多的 InnoDB 的索引及數(shù)據(jù)都放入到該緩存區(qū)域中，直至全部。

我們可以通過 (Innodb_buffer_pool_read_requests – Innodb_buffer_pool_reads) / Innodb_buffer_pool_read_requests * 100% 計(jì)算緩存命中率，并根據(jù)命中率來調(diào)整 innodb_buffer_pool_size 參數(shù)大小進(jìn)行優(yōu)化。

• innodb_additional_mem_pool_size（global）

這個(gè)參數(shù)我們平時(shí)調(diào)整的可能不是太多，很多人都使用了默認(rèn)值，可能很多人都不是太熟悉這個(gè)參數(shù)的作用。 innodb_additional_mem_pool_size 設(shè)置了InnoDB存儲(chǔ)引擎用來存放數(shù)據(jù)字典信息以及一些內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)存空間大小，所以當(dāng)我們一個(gè)MySQL Instance中的數(shù)據(jù)庫對(duì)象非常多的時(shí)候，是需要適當(dāng)調(diào)整該參數(shù)的大小以確保所有數(shù)據(jù)都能存放在內(nèi)存中提高訪問效率的。

這個(gè)參數(shù)大小是否足夠還是比較容易知道的，因?yàn)楫?dāng)過小的時(shí)候，MySQL 會(huì)記錄 Warning 信息到數(shù)據(jù)庫的 error log 中，這時(shí)候你就知道該調(diào)整這個(gè)參數(shù)大小了。

• innodb_log_buffer_size （global）

這是 InnoDB 存儲(chǔ)引擎的事務(wù)日志所使用的緩沖區(qū)。類似于 Binlog Buffer，InnoDB 在寫事務(wù)日志的時(shí)候，為了提高性能，也是先將信息寫入 Innofb Log Buffer 中，當(dāng)滿足 innodb_flush_log_trx_commit 參數(shù)所設(shè)置的相應(yīng)條件（或者日志緩沖區(qū)寫滿）之后，才會(huì)將日志寫到文件（或者同步到磁盤）中。可以通過 innodb_log_buffer_size 參數(shù)設(shè)置其可以使用的最大內(nèi)存空間。
注：innodb_flush_log_trx_commit 參數(shù)對(duì) InnoDB Log 的寫入性能有非常關(guān)鍵的影響。該參數(shù)可以設(shè)置為0，1，2，解釋如下：

0：log buffer中的數(shù)據(jù)將以每秒一次的頻率寫入到log file中，且同時(shí)會(huì)進(jìn)行文件系統(tǒng)到磁盤的同步操作，但是每個(gè)事務(wù)的commit并不會(huì)觸發(fā)任何log buffer 到log file的刷新或者文件系統(tǒng)到磁盤的刷新操作；
1：在每次事務(wù)提交的時(shí)候?qū)og buffer 中的數(shù)據(jù)都會(huì)寫入到log file，同時(shí)也會(huì)觸發(fā)文件系統(tǒng)到磁盤的同步；
2：事務(wù)提交會(huì)觸發(fā)log buffer 到log file的刷新，但并不會(huì)觸發(fā)磁盤文件系統(tǒng)到磁盤的同步。此外，每秒會(huì)有一次文件系統(tǒng)到磁盤同步操作。

此外，MySQL文檔中還提到，這幾種設(shè)置中的每秒同步一次的機(jī)制，可能并不會(huì)完全確保非常準(zhǔn)確的每秒就一定會(huì)發(fā)生同步，還取決于進(jìn)程調(diào)度的問題。實(shí)際上，InnoDB 能否真正滿足此參數(shù)所設(shè)置值代表的意義正常 Recovery 還是受到了不同 OS 下文件系統(tǒng)以及磁盤本身的限制，可能有些時(shí)候在并沒有真正完成磁盤同步的情況下也會(huì)告訴 mysqld 已經(jīng)完成了磁盤同步。

• innodb_max_dirty_pages_pct （global）

這個(gè)參數(shù)和上面的各個(gè)參數(shù)不同，他不是用來設(shè)置用于緩存某種數(shù)據(jù)的內(nèi)存大小的一個(gè)參數(shù)，而是用來控制在 InnoDB Buffer Pool 中可以不用寫入數(shù)據(jù)文件中的Dirty Page 的比例（已經(jīng)被修但還沒有從內(nèi)存中寫入到數(shù)據(jù)文件的臟數(shù)據(jù)）。這個(gè)比例值越大，從內(nèi)存到磁盤的寫入操作就會(huì)相對(duì)減少，所以能夠一定程度下減少寫入操作的磁盤IO。

但是，如果這個(gè)比例值過大，當(dāng)數(shù)據(jù)庫 Crash 之后重啟的時(shí)間可能就會(huì)很長(zhǎng)，因?yàn)闀?huì)有大量的事務(wù)數(shù)據(jù)需要從日志文件恢復(fù)出來寫入數(shù)據(jù)文件中。同時(shí)，過大的比例值同時(shí)可能也會(huì)造成在達(dá)到比例設(shè)定上限后的 flush 操作“過猛”而導(dǎo)致性能波動(dòng)很大。

注：以上取值范圍僅僅只是我的根據(jù)以往遇到的數(shù)據(jù)庫場(chǎng)景所得到的一些優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)值，并不一定適用于所有場(chǎng)景，所以在實(shí)際優(yōu)化過程中還需要大家自己不斷的調(diào)整分析，也歡迎大家隨時(shí)通過 Mail 與我聯(lián)系溝通交流優(yōu)化或者是架構(gòu)方面的技術(shù)，一起探討相互學(xué)習(xí)。