這篇文章主要介紹了MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部緩存的使用示例，具有一定借鑒價(jià)值，需要的朋友可以參考下。希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲。下面讓小編帶著大家一起了解一下。

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我們的Web站點(diǎn)隨著訪問量的上升，會(huì)遇到很多的挑戰(zhàn)，解決這些問題不僅僅是擴(kuò)容機(jī)器這么簡(jiǎn)單，建立和使用合適的緩存機(jī)制才是根本。

最開始，我們的Web系統(tǒng)架構(gòu)可能是這樣的，每個(gè)環(huán)節(jié)，都可能只有1臺(tái)機(jī)器。

一、 MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部緩存使用

MySQL的緩存機(jī)制，就從先從MySQL內(nèi)部開始，下面的內(nèi)容將以最常見的InnoDB存儲(chǔ)引擎為主。

1. 建立恰當(dāng)?shù)乃饕?/p>

最簡(jiǎn)單的是建立索引，索引在表數(shù)據(jù)比較大的時(shí)候，起到快速檢索數(shù)據(jù)的作用，但是成本也是有的。首先，占用了一定的磁盤空間，其中組合索引最突出，使用需要謹(jǐn)慎，它產(chǎn)生的索引甚至?xí)仍磾?shù)據(jù)更大。其次，建立索引之后的數(shù)據(jù)insert/update/delete等操作，因?yàn)樾枰略瓉淼乃饕?，耗時(shí)會(huì)增加。當(dāng)然，實(shí)際上我們的系統(tǒng)從總體來說，是以select查詢操作居多，因此，索引的使用仍然對(duì)系統(tǒng)性能有大幅提升的作用。

2. 數(shù)據(jù)庫(kù)連接線程池緩存

如果，每一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)操作請(qǐng)求都需要?jiǎng)?chuàng)建和銷毀連接的話，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)來說，無疑也是一種巨大的開銷。為了減少這類型的開銷，可以在MySQL中配置thread_cache_size來表示保留多少線程用于復(fù)用。線程不夠的時(shí)候，再創(chuàng)建，空閑過多的時(shí)候，則銷毀。

其實(shí)，還有更為激進(jìn)一點(diǎn)的做法，使用pconnect（數(shù)據(jù)庫(kù)長(zhǎng)連接），線程一旦創(chuàng)建在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都保持著。但是，在訪問量比較大，機(jī)器比較多的情況下，這種用法很可能會(huì)導(dǎo)致“數(shù)據(jù)庫(kù)連接數(shù)耗盡”，因?yàn)榻⑦B接并不回收，最終達(dá)到數(shù)據(jù)庫(kù)的max_connections（大連接數(shù)）。因此，長(zhǎng)連接的用法通常需要在CGI和MySQL之間實(shí)現(xiàn)一個(gè)“連接池”服務(wù)，控制CGI機(jī)器“盲目”創(chuàng)建連接數(shù)。

3. Innodb緩存設(shè)置（innodb_buffer_pool_size）

innodb_buffer_pool_size這是個(gè)用來保存索引和數(shù)據(jù)的內(nèi)存緩存區(qū)，如果機(jī)器是MySQL獨(dú)占的機(jī)器，一般推薦為機(jī)器物理內(nèi)存的80%。在取表數(shù)據(jù)的場(chǎng)景中，它可以減少磁盤IO。一般來說，這個(gè)值設(shè)置越大，cache命中率會(huì)越高。

4. 分庫(kù)/分表/分區(qū)。

MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)表一般承受數(shù)據(jù)量在百萬級(jí)別，再往上增長(zhǎng)，各項(xiàng)性能將會(huì)出現(xiàn)大幅度下降，因此，當(dāng)我們預(yù)見數(shù)據(jù)量會(huì)超過這個(gè)量級(jí)的時(shí)候，建議進(jìn)行分庫(kù)/分表/分區(qū)等操作。最好的做法，是服務(wù)在搭建之初就設(shè)計(jì)為分庫(kù)分表的存儲(chǔ)模式，從根本上杜絕中后期的風(fēng)險(xiǎn)。不過，會(huì)犧牲一些便利性，例如列表式的查詢，同時(shí)，也增加了維護(hù)的復(fù)雜度。不過，到了數(shù)據(jù)量千萬級(jí)別或者以上的時(shí)候，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，它們都是值得的。

二、 MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)多臺(tái)服務(wù)搭建

1臺(tái)MySQL機(jī)器，實(shí)際上是高風(fēng)險(xiǎn)的單點(diǎn)，因?yàn)槿绻鼟炝耍覀僕eb服務(wù)就不可用了。而且，隨著Web系統(tǒng)訪問量繼續(xù)增加，終于有一天，我們發(fā)現(xiàn)1臺(tái)MySQL服務(wù)器無法支撐下去，我們開始需要使用更多的MySQL機(jī)器。當(dāng)引入多臺(tái)MySQL機(jī)器的時(shí)候，很多新的問題又將產(chǎn)生。

1. 建立MySQL主從，從庫(kù)作為備份

這種做法純粹為了解決“單點(diǎn)故障”的問題，在主庫(kù)出故障的時(shí)候，切換到從庫(kù)。不過，這種做法實(shí)際上有點(diǎn)浪費(fèi)資源，因?yàn)閺膸?kù)實(shí)際上被閑著了。

2. MySQL讀寫分離，主庫(kù)寫，從庫(kù)讀。

兩臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)做讀寫分離，主庫(kù)負(fù)責(zé)寫入類的操作，從庫(kù)負(fù)責(zé)讀的操作。并且，如果主庫(kù)發(fā)生故障，仍然不影響讀的操作，同時(shí)也可以將全部讀寫都臨時(shí)切換到從庫(kù)中（需要注意流量，可能會(huì)因?yàn)榱髁窟^大，把從庫(kù)也拖垮）。

3. 主主互備。

兩臺(tái)MySQL之間互為彼此的從庫(kù)，同時(shí)又是主庫(kù)。這種方案，既做到了訪問量的壓力分流，同時(shí)也解決了“單點(diǎn)故障”問題。任何一臺(tái)故障，都還有另外一套可供使用的服務(wù)。

不過，這種方案，只能用在兩臺(tái)機(jī)器的場(chǎng)景。如果業(yè)務(wù)拓展還是很快的話，可以選擇將業(yè)務(wù)分離，建立多個(gè)主主互備。

三、 在Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)之間建立緩存

實(shí)際上，解決大訪問量的問題，不能僅僅著眼于數(shù)據(jù)庫(kù)層面。根據(jù)“二八定律”，80%的請(qǐng)求只關(guān)注在20%的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)上。因此，我們應(yīng)該建立Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)之間的緩存機(jī)制。這種機(jī)制，可以用磁盤作為緩存，也可以用內(nèi)存緩存的方式。通過它們，將大部分的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)查詢，阻擋在數(shù)據(jù)庫(kù)之前。

1. 頁面靜態(tài)化

用戶訪問網(wǎng)站的某個(gè)頁面，頁面上的大部分內(nèi)容在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，可能都是沒有變化的。例如一篇新聞報(bào)道，一旦發(fā)布幾乎是不會(huì)修改內(nèi)容的。這樣的話，通過CGI生成的靜態(tài)html頁面緩存到Web服務(wù)器的磁盤本地。除了第一次，是通過動(dòng)態(tài)CGI查詢數(shù)據(jù)庫(kù)獲取之外，之后都直接將本地磁盤文件返回給用戶。

在Web系統(tǒng)規(guī)模比較小的時(shí)候，這種做法看似完美。但是，一旦Web系統(tǒng)規(guī)模變大，例如當(dāng)我有100臺(tái)的Web服務(wù)器的時(shí)候。那樣這些磁盤文件，將會(huì)有100份，這個(gè)是資源浪費(fèi)，也不好維護(hù)。這個(gè)時(shí)候有人會(huì)想，可以集中一臺(tái)服務(wù)器存起來，呵呵，不如看看下面一種緩存方式吧，它就是這樣做的。

2. 單臺(tái)內(nèi)存緩存

通過頁面靜態(tài)化的例子中，我們可以知道將“緩存”搭建在Web機(jī)器本機(jī)是不好維護(hù)的，會(huì)帶來更多問題（實(shí)際上，通過PHP的apc拓展，可通過Key/value操作Web服務(wù)器的本機(jī)內(nèi)存）。因此，我們選擇搭建的內(nèi)存緩存服務(wù)，也必須是一個(gè)獨(dú)立的服務(wù)。

內(nèi)存緩存的選擇，主要有redis/memcache。從性能上說，兩者差別不大，從功能豐富程度上說，Redis更勝一籌。

3. 內(nèi)存緩存集群

當(dāng)我們搭建單臺(tái)內(nèi)存緩存完畢，我們又會(huì)面臨單點(diǎn)故障的問題，因此，我們必須將它變成一個(gè)集群。簡(jiǎn)單的做法，是給他增加一個(gè)slave作為備份機(jī)器。但是，如果請(qǐng)求量真的很多，我們發(fā)現(xiàn)cache命中率不高，需要更多的機(jī)器內(nèi)存呢？因此，我們更建議將它配置成一個(gè)集群。例如，類似redis cluster。

Redis cluster集群內(nèi)的Redis互為多組主從，同時(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以接受請(qǐng)求，在拓展集群的時(shí)候比較方便?？蛻舳丝梢韵蛉我庖粋€(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求，如果是它的“負(fù)責(zé)”的內(nèi)容，則直接返回內(nèi)容。否則，查找實(shí)際負(fù)責(zé)Redis節(jié)點(diǎn)，然后將地址告知客戶端，客戶端重新請(qǐng)求。

對(duì)于使用緩存服務(wù)的客戶端來說，這一切是透明的。

內(nèi)存緩存服務(wù)在切換的時(shí)候，是有一定風(fēng)險(xiǎn)的。從A集群切換到B集群的過程中，必須保證B集群提前做好“預(yù)熱”（B集群的內(nèi)存中的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，應(yīng)該盡量與A集群相同，否則，切換的一瞬間大量請(qǐng)求內(nèi)容，在B集群的內(nèi)存緩存中查找不到，流量直接沖擊后端的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，很可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)宕機(jī)）。

4. 減少數(shù)據(jù)庫(kù)“寫”

上面的機(jī)制，都實(shí)現(xiàn)減少數(shù)據(jù)庫(kù)的“讀”的操作，但是，寫的操作也是一個(gè)大的壓力。寫的操作，雖然無法減少，但是可以通過合并請(qǐng)求，來起到減輕壓力的效果。這個(gè)時(shí)候，我們就需要在內(nèi)存緩存集群和數(shù)據(jù)庫(kù)集群之間，建立一個(gè)修改同步機(jī)制。

先將修改請(qǐng)求生效在cache中，讓外界查詢顯示正常，然后將這些sql修改放入到一個(gè)隊(duì)列中存儲(chǔ)起來，隊(duì)列滿或者每隔一段時(shí)間，合并為一個(gè)請(qǐng)求到數(shù)據(jù)庫(kù)中更新數(shù)據(jù)庫(kù)。

除了上述通過改變系統(tǒng)架構(gòu)的方式提升寫的性能外，MySQL本身也可以通過配置參數(shù)innodb_flush_log_at_trx_commit來調(diào)整寫入磁盤的策略。如果機(jī)器成本允許，從硬件層面解決問題，可以選擇老一點(diǎn)的RAID（Redundant Arrays of independent Disks，磁盤列陣）或者比較新的SSD（Solid State Drives，固態(tài)硬盤）。

5. NoSQL存儲(chǔ)

不管數(shù)據(jù)庫(kù)的讀還是寫，當(dāng)流量再進(jìn)一步上漲，終會(huì)達(dá)到“人力有窮時(shí)”的場(chǎng)景。繼續(xù)加機(jī)器的成本比較高，并且不一定可以真正解決問題的時(shí)候。這個(gè)時(shí)候，部分核心數(shù)據(jù)，就可以考慮使用NoSQL的數(shù)據(jù)庫(kù)。NoSQL存儲(chǔ)，大部分都是采用key-value的方式，這里比較推薦使用上面介紹過Redis，Redis本身是一個(gè)內(nèi)存cache，同時(shí)也可以當(dāng)做一個(gè)存儲(chǔ)來使用，讓它直接將數(shù)據(jù)落地到磁盤。

這樣的話，我們就將數(shù)據(jù)庫(kù)中某些被頻繁讀寫的數(shù)據(jù)，分離出來，放在我們新搭建的Redis存儲(chǔ)集群中，又進(jìn)一步減輕原來MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力，同時(shí)因?yàn)镽edis本身是個(gè)內(nèi)存級(jí)別的Cache，讀寫的性能都會(huì)大幅度提升。

國(guó)內(nèi)一線互聯(lián)網(wǎng)公司，架構(gòu)上采用的解決方案很多是類似于上述方案，不過，使用的cache服務(wù)卻不一定是Redis，他們會(huì)有更豐富的其他選擇，甚至根據(jù)自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)開發(fā)出自己的NoSQL服務(wù)。

6. 空節(jié)點(diǎn)查詢問題

當(dāng)我們搭建完前面所說的全部服務(wù)，認(rèn)為Web系統(tǒng)已經(jīng)很強(qiáng)的時(shí)候。我們還是那句話，新的問題還是會(huì)來的?？展?jié)點(diǎn)查詢，是指那些數(shù)據(jù)庫(kù)中根本不存在的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。例如，我請(qǐng)求查詢一個(gè)不存在人員信息，系統(tǒng)會(huì)從各級(jí)緩存逐級(jí)查找，最后查到到數(shù)據(jù)庫(kù)本身，然后才得出查找不到的結(jié)論，返回給前端。因?yàn)楦骷?jí)cache對(duì)它無效，這個(gè)請(qǐng)求是非常消耗系統(tǒng)資源的，而如果大量的空節(jié)點(diǎn)查詢，是可以沖擊到系統(tǒng)服務(wù)的。

感謝你能夠認(rèn)真閱讀完這篇文章，希望小編分享MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部緩存的使用示例內(nèi)容對(duì)大家有幫助，同時(shí)也希望大家多多支持創(chuàng)新互聯(lián)成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)公司，關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)公司行業(yè)資訊頻道，遇到問題就找創(chuàng)新互聯(lián)成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)公司，詳細(xì)的解決方法等著你來學(xué)習(xí)!

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