預讀機制

兩種預讀算法

　　1、線性預讀

　　2、隨機預讀

對預讀的監控

一、預讀機制　　

　　InnoDB在I/O的優化上有個比較重要的特性為預讀，預讀請求是一個i/o請求，它會異步地在緩沖池中預先回遷多個頁面，預計很快就會需要這些頁面，這些請求在一個範圍內引入所有頁面。InnoDB以64個page為一個extent，那麽InnoDB的預讀是以page為單位還是以extent？

　　數據庫請求數據的時候，會將讀請求交給文件系統，放入請求隊列中；相關進程從請求隊列中將讀請求取出，根據需求到相關數據區(內存、磁盤)讀取數據；取出的數據，放入響應隊列中，最後數據庫就會從響應隊列中將數據取走，完成一次數據讀操作過程。

　　接著進程繼續處理請求隊列，(如果數據庫是全表掃描的話，數據讀請求將會占滿請求隊列)，判斷後面幾個數據讀請求的數據是否相鄰，再根據自身系統IO帶寬處理量，進行預讀，進行讀請求的合並處理，一次性讀取多塊數據放入響應隊列中，再被數據庫取走。(如此，一次物理讀操作，實現多頁數據讀取，rrqm>0（# iostat -x），假設是4個讀請求合並，則rrqm參數顯示的就是4)

二、兩種預讀算法

　　InnoDB使用兩種預讀算法來提高I/O性能：線性預讀（linear read-ahead）和隨機預讀（randomread-ahead）

　　為了區分這兩種預讀的方式，我們可以把線性預讀放到以extent為單位，而隨機預讀放到以extent中的page為單位。線性預讀著眼於將下一個extent提前讀取到buffer pool中，而隨機預讀著眼於將當前extent中的剩余的page提前讀取到buffer pool中。

1、線性預讀（linear read-ahead）

　　線性預讀方式有一個很重要的變量控制是否將下一個extent預讀到buffer pool中，通過使用配置參數innodb_read_ahead_threshold，控制觸發innodb執行預讀操作的時間。

　　如果一個extent中的被順序讀取的page超過或者等於該參數變量時，Innodb將會異步的將下一個extent讀取到buffer pool中，innodb_read_ahead_threshold可以設置為0-64的任何值(因為一個extent中也就只有64頁)，默認值為56，值越高，訪問模式檢查越嚴格。

mysql> show variables like
 
 ‘innodb_read_ahead_threshold‘;
+-----------------------------+-------+
| Variable_name               | Value |
+-----------------------------+-------+
| innodb_read_ahead_threshold | 56    |
+-----------------------------+-------+

　　例如，如果將值設置為48，則InnoDB只有在順序訪問當前extent中的48個pages時才觸發線性預讀請求，將下一個extent讀到內存中。如果值為8，InnoDB觸發異步預讀，即使程序段中只有8頁被順序訪問。

　　可以在MySQL配置文件中設置此參數的值，或者使用SET GLOBAL需要該SUPER權限的命令動態更改該參數。

　　在沒有該變量之前，當訪問到extent的最後一個page的時候，innodb會決定是否將下一個extent放入到buffer pool中。

2、隨機預讀（randomread-ahead）

　　隨機預讀方式則是表示當同一個extent中的一些page在buffer pool中發現時，Innodb會將該extent中的剩余page一並讀到buffer pool中。

mysql> show variables like ‘innodb_random_read_ahead‘;
+--------------------------+-------+
| Variable_name            | Value |
+--------------------------+-------+
| innodb_random_read_ahead | OFF   |
+--------------------------+-------+

　　由於隨機預讀方式給innodb code帶來了一些不必要的復雜性，同時在性能也存在不穩定性，在5.5中已經將這種預讀方式廢棄，默認是OFF。若要啟用此功能，即將配置變量設置innodb_random_read_ahead為ON。

三、監控Innodb的預讀

1、可以通過show engine innodb status\G顯示統計信息

mysql> show engine innodb status\G
----------------------
BUFFER POOL AND MEMORY
----------------------
……
Pages read ahead 0.00/s, evicted without access 0.00/s, Random read ahead 0.00/s
……

　　1、Pages read ahead：表示每秒讀入的pages；

　　2、evicted without access：表示每秒讀出的pages；

　　3、一般隨機預讀都是關閉的，也就是0。

2、通過兩個狀態值，評估預讀算法的有效性

mysql> show global status like ‘%read_ahead%‘;
+---------------------------------------+-------+
| Variable_name                         | Value |
+---------------------------------------+-------+
| Innodb_buffer_pool_read_ahead_rnd     | 0     |
| Innodb_buffer_pool_read_ahead         | 2303  |
| Innodb_buffer_pool_read_ahead_evicted | 0     |
+---------------------------------------+-------+
3 rows in set (0.01 sec)

　　1、Innodb_buffer_pool_read_ahead：通過預讀(後臺線程)讀入innodb buffer pool中數據頁數

　　2、Innodb_buffer_pool_read_ahead_evicted：通過預讀來的數據頁沒有被查詢訪問就被清理的pages，無效預讀頁數

關於MySQL buffer pool的預讀機制