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《MySQL面试小抄》查询缓存机制终面

2021-06-07 21:03:30数据库人已围观

简介​面试官考点之简述一下什么是查询缓存机制? 面试官考点之查询如何命中缓存? 面试官考点之什么场景下SQL和结果集不会被缓存? 面试官考点之什么场景下会导致MySQL缓存失效? 面试官考点之查询

《MySQL面试小抄》查询缓存机制终面

我是肥哥,一名不专业的面试官!

我是囧囧,一名积极找工作的小菜鸟!

囧囧表示:小白面试最怕的就是面试官问的知识点太笼统,自己无法快速定位到关键问题点!!!


本期主要面试考点

面试官考点之简述一下什么是查询缓存机制?
面试官考点之查询如何命中缓存?
面试官考点之什么场景下SQL和结果集不会被缓存?
面试官考点之什么场景下会导致MySQL缓存失效?
面试官考点之查询缓存是如何进行内存管理的?
面试官考点之MySQL是一次性分配所有的内存空间吗?
面试官考点之缓存中的内存碎片无法避免,那么有什么办法优化吗?
面试官考点之MySQL4.0提出了查询缓存,它设计出来是为了加速哪些查询场景?
面试官考点之MySQL5.6中默认禁用,8.0以后完全移除,造成这个改变的原因是什么?
面试官考点之生产环境要不要开启MySQL缓存?


qc1

qc2

面试官考点之简述一下什么是查询缓存机制?

MySQL服务器高负载情况下,我们需要采取一种措施给服务器减轻压力,一个复杂的查询是非常消耗性能的,

其中磁盘IO又占据主要资源,缓存是对系统性能优化的一种重要手段。

查询缓存机制设计是为了从根本上减少磁盘IO次数,MySQL开启缓存后,将SQL和结果集以键值对KV的形式存储在内存中。

当相同的SQL再次进入,MySQL识别是相同查询喉,会直接返回缓存在内存中的结果集。

避免再次进行一系列复杂的解析优化和磁盘IO过程。

面试官考点之查询如何命中缓存?

select id from user;

select id FROM user;

上面语句能命中缓存吗?

MySQL缓存命中机制有严格苛刻的要求,在判断命中前,MySQL不会对SQL做任何的解析处理。

SQL上的任何字符的不同,如大小写、空格、注释等都会导致缓存不命中

所以上面查询时无法命中缓存的。

面试官考点之什么场景下SQL和结果集不会被缓存?

或者说缓存规则是什么?

第一种情况:查询语句中包含不确定数据

例如查询语句中包含不确定函数:NOW()、CURRENT_DATE()等。

因为每次执行这类带了不确定数据的查询所返回结果可能是不同的。

第二种情况:超过了query_cache_limit预设阈值

超出了缓存内存能承受的范围,将放弃缓存!

面试官考点之什么场景下会导致MySQL缓存失效?

任何对于表结构或者表数据的更新操作,一定会造成查询缓存中的数据失效,同时查询缓存值的相关条目也会被清空。

MySQL判定有更新操作,就会设置所有的查询缓存失效。

面试官考点之查询缓存是如何进行内存管理的?

MySQL服务启动,缓存机制会在内存中开辟一块内存,

其中会划分出一块区域专用来管理维护缓存数据的元数据。

例如空间内存、数据表和查询结果的映射,SQL和查询结果的映射

MySQL缓存机制将剩余的空闲空间分为一个个小数据块,用来存储缓存结果。

每个小块中存储自身的类型,大小和查询结果数据,还有指向前后内存块的指针

面试官考点之MySQL是一次性分配所有的内存空间吗?

MySQL因为无法预知查询结果大小,所以无法为每个查询结果精确分配大小恰好匹配的缓存空间。

MySQL缓存机制采用的是边查边存,动态的去申请缓存内存。

一条SQL查询缓存分配内存过程是怎么样的?

当有查询结果需要缓存的时候,MySQL缓存机制会在SQL查询开始(还未得到结果)时就去申请一块内存空间(小数据块),在不断查询中,如果发现不够则继续申请如果存储完时有空余则释放多余的内存空间

如果余下的需要回收的空间很小,小于query_cache_min_res_unit,不能再次被使用,可能会造成内存碎片,影响查询性能。

面试官考点之缓存中的内存碎片无法避免,那么有什么办法优化吗?

没有什么办法能够完全避免内存碎片,但是选择合适的

query_cache_min_res_unit

可以减少由碎片导致的内存空间浪费。

值太小,则浪费的空间更少,但是会导致频繁的内存块申请操作
如果设置得太大,那么碎片会很多

调整合适的值其实是在平衡内存浪费和CPU消耗

那么我如何确定这个平衡值?

可以通过内存实际消耗,计算单个查询的平均缓存大小

(query_cache_size - Qcache_free_memory)/ Qcache_queries_in_cahce

通过查看闲置内存块数量(Qcahce_free_blocks)来观察碎片。

如果产生的碎片过多,通过什么方法可以整理碎片?

通过FLUSH_QUERY_CAHCE清理碎片

这个命令将所有的查询缓存重新排序,

并将所有的空闲空间都聚焦到查询缓存的一块区域上。

面试官考点之MySQL4.0提出了查询缓存,它设计出来是为了加速哪些查询场景?

1、并发性和查询QPS不高 2、被访问的底层数据本质上是静态或半静态的 3、查询密集型应用,更新频率非常低而只读查询频率非常高的场景

面试官考点之MySQL5.6中默认禁用,8.0以后完全移除,造成这个改变的原因是什么?

理想情况下,上述查询场景非常适合使用查询缓存,但是实际的业务系统都是有CRUD操作的。

在MySQL里QC是由一个全局锁在控制,每次更新QC的内存块都需要进行锁定,数据更新频繁,就会不断的失效缓存操作,同时缓存失效会造成大量的查询缓存碎片化,还会导致服务器的负载升高,影响数据库的稳定性。

所以MySQL官方经过抉择,果断移除了查询缓存模块。

面试官考点之生产环境要不要开启MySQL缓存?

建议不开启

根据MySQL官方的测试,如果对一个表执行简单的查询,

设置每次查询都不一样,

打开QC后,性能反而下降了13%左右

当然实际业务中,不会都是这种不同的请求,因此实际影响应该比这个小一些。

MySQL查询缓存的目的是为了提升查询性能,但它本身也是有性能开销的。

需要在合适的业务场景下(读写压力模型)使用

不合适的业务场景不但不能提升查询性能,查询缓存反而会变成MySQL的瓶颈。

对写密集型的应用场景来说,禁用缓存反而提高性能。

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文章来源:https://www.cnblogs.com/jiongmefeishi/archive/2021/06/07/14859901.html

Tags:缓存 面试 机制 查询 MySQL 

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