走進(jìn)MySQL Query Cache的神秘世界
最近經(jīng)常有人問我 MySQL Query Cache 相關(guān)的問題，就整理一點(diǎn)MySQL Query Cache的內(nèi)容，以供參考。
顧名思義，MySQL Query Cache就是用來緩存和Query相關(guān)的數(shù)據(jù)的。具體來說，Query Cache 緩存了我們客戶端提交給 MySQL 的 SELECT 語句以及該語句的結(jié)果集。大概來講，就是將 SELECT 語句和語句的結(jié)果做了一個(gè)HASH 映射關(guān)系然后保存在一定的內(nèi)存區(qū)域中。
在大部分的MySQL分發(fā)版本中，Query Cache 功能默認(rèn)都是打開的，我們可以通過調(diào)整 MySQL Server 的參數(shù)選項(xiàng)打開該功能。主要由以下5個(gè)參數(shù)構(gòu)成：
◆query_cache_limit：允許 Cache 的單條 Query 結(jié)果集的最大容量，默認(rèn)是1MB，超過此參數(shù)設(shè)置的 Query 結(jié)果集將不會被 Cache
◆query_cache_min_res_unit：設(shè)置 Query Cache 中每次分配內(nèi)存的最小空間大小，也就是每個(gè) Query 的 Cache 最小占用的內(nèi)存空間大小
◆query_cache_size：設(shè)置 Query Cache 所使用的內(nèi)存大小，默認(rèn)值為0，大小必須是1024的整數(shù)倍，如果不是整數(shù)倍，MySQL 會自動調(diào)整降低最小量以達(dá)到1024的倍數(shù)
◆query_cache_type：控制 Query Cache 功能的開關(guān)，可以設(shè)置為0(OFF),1(ON)和2(DEMAND)三種，意義分別如下：
0(OFF)：關(guān)閉 Query Cache 功能，任何情況下都不會使用 Query Cache
1(ON)：開啟 Query Cache 功能，但是當(dāng) SELECT 語句中使用的 SQL_NO_CACHE 提示后，將不使用Query Cache
2(DEMAND)：開啟 Query Cache 功能，但是只有當(dāng) SELECT 語句中使用了 SQL_CACHE 提示后，才使用 Query Cache
query_cache_wlock_invalidate：控制當(dāng)有寫鎖定發(fā)生在表上的時(shí)刻是否先失效該表相關(guān)的 Query Cache，如果設(shè)置為 1(TRUE)，則在寫鎖定的同時(shí)將失效該表相關(guān)的所有 Query Cache，如果設(shè)置為0(FALSE)則在鎖定時(shí)刻仍然允許讀取該表相關(guān)的 Query Cache。
Query Cache 如何處理子查詢的？
這是我遇到的最為常見的一個(gè)問題。其實(shí) Query Cache 是以客戶端請求提交的 Query 為對象來處理的，只要客戶端請求的是一個(gè) Query，無論這個(gè) Query 是一個(gè)簡單的單表查詢還是多表 Join，亦或者是帶有子查詢的復(fù)雜 SQL，都被當(dāng)作成一個(gè) Query，不會被分拆成多個(gè) Query 來進(jìn)行 Cache。所以，存在子查詢的復(fù)雜 Query 也只會產(chǎn)生一個(gè)Cache對象，子查詢不會產(chǎn)生單獨(dú)的Cache內(nèi)容。UNION[ALL] 類型的語句也同樣如此。
Query Cache 是以 block 的方式存儲的數(shù)據(jù)塊嗎？
不是，Query Cache 中緩存的內(nèi)容僅僅只包含該 Query 所需要的結(jié)果數(shù)據(jù)，是結(jié)果集。當(dāng)然，并不僅僅只是結(jié)果數(shù)據(jù)，還包含與該結(jié)果相關(guān)的其他信息，比如產(chǎn)生該 Cache 的客戶端連接的字符集，數(shù)據(jù)的字符集，客戶端連接的 Default Database等。
Query Cache 為什么效率會非常高，即使所有數(shù)據(jù)都可以 Cache 進(jìn)內(nèi)存的情況下，有些時(shí)候也不如使用 Query Cache 的效率高？
Query Cache 的查找，是在 MySQL 接受到客戶端請求后在對 Query 進(jìn)行權(quán)限驗(yàn)證之后，SQL 解析之前。也就是說，當(dāng) MySQL 接受到客戶端的SQL后，僅僅只需要對其進(jìn)行相應(yīng)的權(quán)限驗(yàn)證后就會通過 Query Cache 來查找結(jié)果，甚至都不需要經(jīng)過 Optimizer 模塊進(jìn)行執(zhí)行計(jì)劃的分析優(yōu)化，更不許要發(fā)生任何存儲引擎的交互，減少了大量的磁盤 IO 和 CPU 運(yùn)算，所以效率非常高。
客戶端提交的 SQL 語句大小寫對 Query Cache 有影響嗎？
有，由于 Query Cache 在內(nèi)存中是以 HASH 結(jié)構(gòu)來進(jìn)行映射，HASH 算法基礎(chǔ)就是組成 SQL 語句的字符，所以必須要整個(gè) SQL 語句在字符級別完全一致，才能在 Query Cache 中命中，即使多一個(gè)空格也不行。
一個(gè) SQL 語句在 Query Cache 中的內(nèi)容，在什么情況下會失效？
為了保證 Query Cache 中的內(nèi)容與是實(shí)際數(shù)據(jù)絕對一致，當(dāng)表中的數(shù)據(jù)有任何變化，包括新增，修改，刪除等，都會使所有引用到該表的 SQL 的 Query Cache 失效。
為什么我的系統(tǒng)在開啟了 Query Cache 之后整體性能反而下降了？
當(dāng)開啟了 Query Cache 之后，尤其是當(dāng)我們的 query_cache_type 參數(shù)設(shè)置為 1 以后，MySQL 會對每個(gè) SELECT 語句都進(jìn)行 Query Cache 查找，查找操作雖然比較簡單，但仍然也是要消耗一些 CPU 運(yùn)算資源的。而由于 Query Cache 的失效機(jī)制的特性，可能由于表上的數(shù)據(jù)變化比較頻繁，大量的 Query Cache 頻繁的被失效，所以 Query Cache 的命中率就可能比較低下。所以有些場景下，Query Cache 不僅不能提高效率，反而可能造成負(fù)面影響。
如何確認(rèn)一個(gè)系統(tǒng)的 Query Cache 的運(yùn)行是否健康，命中率如何，設(shè)置量是否足夠？
MySQL 提供了一系列的 Global Status 來記錄 Query Cache 的當(dāng)前狀態(tài)，具體如下：
◆Qcache_free_blocks：目前還處于空閑狀態(tài)的 Query Cache 中內(nèi)存 Block 數(shù)目
◆Qcache_free_memory：目前還處于空閑狀態(tài)的 Query Cache 內(nèi)存總量
◆Qcache_hits：Query Cache 命中次數(shù)
◆Qcache_inserts：向 Query Cache 中插入新的 Query Cache 的次數(shù)，也就是沒有命中的次數(shù)
◆Qcache_lowmem_prunes：當(dāng) Query Cache 內(nèi)存容量不夠，需要從中刪除老的 Query Cache 以給新的 Cache 對象使用的次數(shù)
◆Qcache_not_cached：沒有被 Cache 的 SQL 數(shù)，包括無法被 Cache 的 SQL 以及由于 query_cache_type 設(shè)置的不會被 Cache 的 SQL
◆Qcache_queries_in_cache：目前在 Query Cache 中的 SQL 數(shù)量
◆Qcache_total_blocks：Query Cache 中總的 Block 數(shù)量
可以根據(jù)這幾個(gè)狀態(tài)計(jì)算出 Cache 命中率，計(jì)算出 Query Cache 大小設(shè)置是否足夠，總的來說，我個(gè)人不建議將 Query Cache 的大小設(shè)置超過256MB，這也是業(yè)界比較常用的做法。
MySQL Cluster 是否可以使用 Query Cache？
其實(shí)在我們的生產(chǎn)環(huán)境中也沒有使用 MySQL Cluster，所以我也沒有在 MySQL Cluster 環(huán)境中使用 Query Cache 的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，只是 MySQL 文檔中說明確實(shí)可以在 MySQL Cluster 中使用 Query Cache。從 MySQL Cluster 的原理來分析，也覺得應(yīng)該可以使用，畢竟 SQL 節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)比較獨(dú)立，各司其職，只是 Cache 的失效機(jī)制會要稍微復(fù)雜一點(diǎn)。
原文鏈接：http://isky000.com/database/mysql-query-cache-summary
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