数据库内核月报 - 2014 / 12

MySQL· 优化改进· GTID启动优化

背景

GTID 可以说是 MySQL 5.6 版本的一个杀手级特性,它给主备复制带来了极大的便利,RDS只读实例就是强依赖于这个特性。然而GTID在给我们带来便利的同时,也埋下了许多坑,最近几期内核月报中GTID的频繁出现也说明了这一点,对其我们可以说是既爱又恨。

GTID 并不是免费午餐,要使用它是要有代价的,为了保证GTID这个体系能够运转起来,需要做许多相关的工作,比如binlog里每个事务要多记 gtid_event 这种事件、写binlog的时候要生成 gtid、要维护几个GTID集合(logged, purged, owned)、THD类要多加GTID的成员变量等等,这些对性能和资源开销方面都有影响。

官方的最新代码中加入了一个关于GTID的优化,是在mysqld启动的时候,加快 gtid_set 初始化的速度,详见revno: 6110。关于GITD集合,最重要的有2个,一个是 gtid_executed, 另一个是gtid_purged,很多数据库运维相关的操作都要和这2个集合打交道,前者对应当前实例已经执行过的事务集合,后者对应已经执行过,但是已经不在binlog中的事务集合。mysqld 正常运行时,这2个集合是在内存中持续更新的,可是重启的时候,需要初始化这2个集合,因为并没有专门的地方记录这2个集合,初始化是通过读取binlog进行的。

优化分析

mysqld 是通过对 binlog.index 中记录的 binlog 文件做2次遍历来实现初始化的,第一次是从后向前,即从最新的binlog开始,到最老的binlog,对每个binlog从头到尾读一遍,初始化 gtid_executed 集合;第二次是从前往后,同样对每个binlog从头到尾读一遍,用来初始化gtid_purged 集合。每一遍的最好情况都是只读一个binlog文件,对gtid_executed 集合来说,只需要最新的binlog就行了,因为每个binlog开始会记录 previous_gitd_set,这个集合加上当前binlog内部记录的 gtid_event,就是所有已经执行的,也即 gtid_executed; 对gitd_purged来说,理想情况更简单,只需要读最老binlog文件的头部的previous_gtid event即可,文件里面的 gtid_event 根本不需要。

最坏情况是什么呢,就是一堆binlog文件里,只有其中一个文件里有gtid,其它都没有,这样的话,对于2遍扫描,都需要扫到这个binlog,才能确定这2个集合。

比如 a b c D e f 这几个,每个对应一个binlog文件,其中只有D含有gtid,其它的都没有,这样的话,每一遍的扫描都要读到文件D才能确定。

官方的优化是,不管什么情况下,每一遍的扫描,最多只读一个文件,不会再多读,如果最新和最老的文件都没有gtid,就把gtid_executed和gtid_purged设为空。

优化场景

下面我们来看下,这个优化有没有用 。 我们还是用 a b c d e f 这几个表示binlog文件,小写表示文件没有包含gtid,大写表示有。

开始没有开gtid,后来开了:a, b, c, d, e, F 这样的模式,gtid_executed 只读 F,gtid_purged 只读a, 前者是F全集,后者是空的,如果没有这个优化的话,gtid_executed 也是读一个文件,gtid_purged 要从a读到F,最终还是空的,优化是有效果的 开始有,后来没有:A, b, c, d, e, f,这种情况下 gtid_executed 集合被初始化成空集,gtid_purged 也是空集,初始化结果是错的 开始没有,中间有最后也没有:a, b, c, D, e, f 这种情况,2个集合都被初始化成空的,结果也是错的 一直有:A,B,C,D,E,F,这种本来就是最好情况,本来每次遍历就只读一个文件的,加不加这个优化都一样 其它情况可以自己推算下

总的来说这个优化是比较鸡肋的,有的情况下还会算错,官方的优化 patch 带了个开关控制,默认是关的,这个只是对个别场景比较适合,比如上面的场景1。