原标题:MySQL innodb_page_size
墨墨导读:Page是MySQL Innodb存储的最基本结构,也是Innodb磁盘管理的最小单位,了解page的一些特性,可以更容易理解MySQL。
innodb_page_size作为innodb和OS交互单位。文件系统对文件的buffer IO,也是page为单位进行处理的。Linux的默认page的大小4096字节,当要将数据写入到文件的时候,会先在内存里,然后将对应的page cache,整个的从内存刷到磁盘上。但是如果要写入的文件区域,因为还没有被缓存或者被置换出去了等原因,在内存里不存在对应的page cache,则需要先将对应page的内容从磁盘上读到内存里,修改要写入的数据,然后在将整个page写回到磁盘;在这种情况下,会有一次额外的读IO开销,IO的性能会有一定的损失。假如mysql的16K的页表数据支持起,那就是一次内存IO光是虚拟地址到物理地址的转换就要去内存查4次页表,再算上真正的内存访问,需要5次内存IO才能获取一个内存数据。
操作系统PAGE:
在操作系统层面,每个进程都有自己独立的地址空间,看到的都是操作系统虚拟出来的地址空间,虚拟地址最终还是要落在实际内存的物理地址上进行操作的。操作系统就会通过页表的机制来实现进程的虚拟地址到物理地址。其中每一页的大小都是固定的。
获取当前操作系统的page size:
####X86:
[root@ens8 ~] # getconf PAGESIZE
4096
####ARM:
root@ens8ARM :~# getconf PAGESIZE
65536
页表级数:
页表级数越少,虚拟地址到物理地址的映射会很快,但是需要管理的页表项会很多,能支持的地址空间也有限。
相反页表级数越多,需要的存储的页表数据就会越少,而且能支持到比较大的地址空间,但是虚拟地址到物理地址的映射就会越慢。
备注:ARM系统来说需要编译指定才可以。因为Linux 默认4kb页是通过长期的跟MySQL磨合,才有现在的稳定的表现。
MySQL数据库Page
InnoDB逻辑存储单元主要分为表空间、段、区和页。层级关系为tablespace -> segment -> extent(64个page,1M) -> page。(非常经典的图)
在看看innodb_page_size的官方描述:
第一个系统表空间数据文件(ibdata1)的最小文件大小取决于innodb_page_size值
innodb_page_size只能在初始化MySQL实例之前配置,不能在之后修改。如果没有指定值,则使用默认页面大小初始化实例。
MySQL 5.7增加了对32KB和64KB页面大小的支持。对于32KB和64KB的页面大小,最大行长度约为16000字节。当innodb_page_size设置为32KB或64KB时,不支持ROW_FORMAT= compression。对于innodb_page_size=32k,区段大小为2MB。对于innodb_page_size=64KB,区段大小为4MB。当使用32KB或64KB的页面大小时,innodb_log_buffer_size应该至少设置为16M(默认)。
默认的16KB或更大的页面大小适用于各种工作负载,特别是涉及表扫描的查询和涉及批量更新的DML操作。对于涉及许多小写操作的OLTP工作负载,较小的页面大小可能更有效,在这种工作负载中,当单个页面包含许多行时,可能会出现争用问题。对于通常使用较小块的SSD存储设备,较小的页面也可能是有效的。保持InnoDB页面大小接近存储设备块大小,可以最大限度地减少被重写到磁盘的未更改数据量.
对于row,index,tablesapce的影响
Page对Row的影响:
对于4KB、8KB、16KB和32KB的页大小,最大行大小(不包括存储在页外的任何可变长度的列)略小于页大小的一半。例如,默认innodb_page_size为16KB的最大行大小约为8000字节。然而,对于InnoDB页面大小为64KB的页面,最大行大小大约是16000字节。LONGBLOB和LONGTEXT列必须小于4GB,包括BLOB和文本列在内的总行大小必须小于4GB。
Page对index的影响:
如果在创建MySQL实例时通过指定innodb_page_size选项将InnoDB页面大小减少到8KB或4KB,索引键的最大长度将按比例降低,这是基于16KB页面大小的3072字节限制。也就是说,当页面大小为8KB时,最大索引键长度为1536字节,而当页面大小为4KB时,最大索引键长度为768字节。
不同的Page大小,表空间限制:
Pages对字段的影响 :
对于4KB、8KB、16KB和32KB的innodb_page_size设置,最大行长度略小于数据库页的一半。例如,对于默认的16KB InnoDB页面大小,最大行长度略小于8KB。对于64KB的页面,最大行长度略小于16KB。
如果一行不超过最大行长度,则所有行都存储在本地页中。如果一行超过最大行长,则选择可变长度列用于外部页外存储,直到该行符合最大行长限制为止。可变长度列的外部离页存储因行格式不同而不同:
COMPACTRow Formats:
当一个可变长度的列被选择用于外部页外存储时,InnoDB将前768个字节本地存储在行中,其余的存储在外部溢出的页面中。每个这样的列都有自己的溢出页列表。768字节的前缀伴有一个20字节的值,该值存储列的真实长度,并指向存储其余值的溢出列表
DYNAMICRow Formats:
当一个可变长度的列被选择用于外部页外存储时,InnoDB在本地的行中存储一个20字节的指针,其余的则在外部存储到溢出的页面中,LONGBLOB和LONGTEXT列必须小于4GB,包括BLOB和TEXT列在内的总行长度必须小于4GB。
Page如何计算记录数
page构成结构:
除数据外ROW额外信息存在哪些:
16k页为基准,能保存多少记录数:
按照上面Page结构图,可以如下计算:
1.page大小(16*1024=16384)- 必要信息(File Header38字节+page header56字节+虚拟最大最小记录26字节+Page Directory4字节+File Trailer8字节)=16252字节
2.约每4条记录占用一个slot,一个slot大小占用2字节
3.row header(5字节+可变长+非空占位符)+ 主键key长度(如果没有显示声明默认会创建6字节row id)+ trxid6字节+ rollptr7字节
4.假如单行长度计算公式为:row header5字节 + 主键索引列4字节 + 指针4字节 = 13字节
单个page最多能容纳最多行数为 单行长度N+N/4*2 = 16252,
N为1203测试:
通过sysben压测,发现MySQL默认页16K 相比8K 对CPU压力较小,但8k页的情况下所有指标都会有所提升。
sysbench压测是基于主键,8k的页来说,行小于4k的数据来说性能提升,假如大于4k的数据,性能肯定会有下降,因为会出现行溢出,会导致读取列需要多一个IO。所以不同的业务场景可以有效的调整innodb page size 进行调试。当然硬件也要支持,传统的SAS硬盘会存在IO效率下降,更上一层的硬盘(SSD,PCIE)能提供更高的IOPS。
总结
那么innodb_page_size的如何设置,按照个人理解,生产环境中,可以选择16kb 和8kb的长度。
可以考虑一下方面:
1.遵守单行略小于页大小的一半。不能发生行溢出现象,随之而来的要求是尽量主键操作,分配跟多的内存
2.硬件设备的支持,很多高端服务器cpu使用率也就在30%以内的服务器,完全可以使用8kb,提高整体性能。
innodb_page_size设置问题,最终还是io性能方面的优化。需要有效的利用MySQL的一些特性(索引组织表,尽量走主键避免回表,尽量减少随机读写等)结合实际情况进行配置。
前几天一起工作的同事聊到,现在出现新的高端内存。又能放到内存,又能保存数据的内存条!
墨天轮原文链接:https://www.modb.pro/db/40387(复制到浏览器中打开或者点击“阅读原文”)返回搜狐,查看更多
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