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mysql 使用异步io_InnoDB引擎之-异步IO(Async IO)

發布時間:2023/12/10 数据库 31 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 mysql 使用异步io_InnoDB引擎之-异步IO(Async IO) 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

InnoDB引擎有幾個重點特性,為其帶來了更好的性能和可靠性:

插入緩沖(Insert Buffer)

兩次寫(Double Write)

自適應哈希索引(Adaptive Hash Index)

異步IO(Async IO)

刷新鄰接頁(Flush Neighbor Page)

關于AIO與SIO

為了提高磁盤操作性能,當前的數據庫系統都采用異步IO的方式來處理磁盤操作。

同步IO:我們常用的read/write函數(Linux上)就是這類IO,特點是,在函數執行的時候,調用者會等待函數執行完成,而且沒有消息通知機制,因為函數返回了,就表示操作完成了,后續直接檢查返回值就可知道操作是否成功。這類IO操作,編程比較簡單,在同一個線程中就能完成所有操作,但是需要調用者等待,在數據庫系統中,比較適合急需某些數據的時候調用,例如WAL中日志必須在返回客戶端前落盤,則進行一次同步IO操作。

異步IO:在數據庫中,后臺刷數據塊的IO線程,基本都使用了異步IO。數據庫前臺線程只需要把刷塊請求提交到異步IO的隊列中即可返回做其他事情,而后臺線程IO線程,則定期檢查這些提交的請求是否已經完成,如果完成再做一些后續處理工作。同時異步IO由于常常是一批一批的請求提交,如果不同請求訪問同一個文件且偏移量連續,則可以合并成一個IO請求。例如,第一個請求讀取文件1,偏移量100開始的200字節數據,第二個請求讀取文件1,偏移量300開始的100字節數據,則這兩個請求可以合并為讀取文件1,偏移量100開始的300字節數據。數據預讀中的邏輯預讀也常常使用異步IO技術。

Innodb 使用異步IO的場景

總的來說innodb 只會對數據文件采用異步IO,為了保存日志是真正被寫入到磁盤,innodb不會對日志文件啟用異步IO;innodb只會對數據文件的read-ahead ,write 這兩個操作啟用異步IO

異步IO在mysql中解決了什么問題

在沒有IO這個功能之前,innodb對數據的讀寫請求先放入任務隊列,后臺read-thread ,write-thread從任務隊列中拿出任務并執行讀寫操作;后臺讀寫線程的個數可以通過show engine innodb status 語句來查看

show engine innodb status;

--------

FILE I/O

--------

I/O thread 0 state: waiting for i/o request (insert buffer thread)

I/O thread 1 state: waiting for i/o request (log thread)

I/O thread 2 state: waiting for i/o request (read thread)

I/O thread 3 state: waiting for i/o request (read thread)

I/O thread 4 state: waiting for i/o request (read thread)

I/O thread 5 state: waiting for i/o request (read thread)

I/O thread 6 state: waiting for i/o request (write thread)

I/O thread 7 state: waiting for i/o request (write thread)

I/O thread 8 state: waiting for i/o request (write thread)

I/O thread 9 state: waiting for i/o request (write thread)

Pending normal aio reads: [0, 0, 0, 0] , aio writes: [0, 0, 0, 0] ,

ibuf aio reads:, log i/o's:, sync i/o's:

Pending flushes (fsync) log: 0; buffer pool: 0

376 OS file reads, 54 OS file writes, 7 OS fsyncs

41.77 reads/s, 21886 avg bytes/read, 6.00 writes/s, 0.78 fsyncs/s

由上面的內容可以看出默認情況下innodb會有4個read-thread 和4個write-thread ,問題就出現在這里,如果業務繁重,讀寫任務會非常的多,而innodb只有八個讀寫線程,這樣的話隊列中的其它讀寫請求就沒能得到及時的響應。

引入異步IO之后,讀寫請求不再像之前那樣先放入隊列,等著后臺的讀寫線程去執行任務;而是查詢線程直接發起異步請求,這樣一來沖破了讀寫線程個數的硬性限制,二來由于異步IO是否阻塞的這也進一步提高了性能。

怎么啟用mysql異步IO

首先OS要有異步io,且開啟,然后mysqld要鏈接,要不然OS異步io沒有開啟,數據庫的異步io也起不來。(this variable applies to Linux systems only, and cannot be changed while the server is running.)

文件系統層面需要打開這個功能:

一般都是默認開啟的。

ldconfig -v|grep libaio

libaio.so.1.0.0 -> libaio.so.1.0.0

libaio.so.1 -> libaio.so.1.0.1

AIO是數據庫層面的一個特性需要打開:

默認是開啟,但是阿里云默認是關閉的,開啟的native aio性能提升,可以提高到75%。

mysql>show variables like 'innodb_use_native_aio';

+-------------------------+-----------------+

| Variable_name | Value |

+-------------------------+-----------------+

| innodb_use_native_aio | OFF |

+-------------------------+-----------------+

異步IO的優缺點

優點

不用等待直接響應上一個用戶的請求;

多次的請求在一起排序,請求的數據頁是在一起的,一次讀出來,減少多次讀。(數據庫的讀寫請求隊列放在文件系統中單獨分配的一塊小內存結構里,非文件系統的緩存)

缺點

異步IO對于我們來說是不可控的,所以說在啟用異步IO的情況下相當于是我們把IO的控制權交出去了。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的mysql 使用异步io_InnoDB引擎之-异步IO(Async IO)的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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