本文主要总结下MySQL在8.0版本和性能相关的一些改动，随着新的小版本的发布，本文将不断进行更新，直到正式GA。

|已更新版本|

| MySQL 8.0.0

MySQL 8.0.0

WL#9387: InnoDB: Group purging of rows by table ID

这个问题最早是facebook的工程师Domas报的一个bug，InnoDB使用多线程来进行Undo Purge操作，但分配undo的策略不太合理，直接轮询分配。这意味着如果从一张表上删除大量数据，这N个purge线程可能产生大量的索引锁冲突(例如索引页合并及重组织)

在WL#9387中，在parse undo log时，通过table_id进行分组存储，在分发时确保同一个table id的记录被分配给同一个线程。(参考函数 trx_purge_attach_undo_recs)

当然这也意味着合理的不会产生冲突的单表操作, 无法利用到多线程purge了，也算是一个弊端。

WL#8423: InnoDB: Remove the buffer pool mutex

这个算是众望所归的改进了，由Percona贡献的补丁(bug#75534)，主要是对InnoDB的buffer pool mutex这个大锁进行了拆分，降低锁冲突：

Name

Desc

buf_pool_t::LRU_list_mutex

用于保护LRU链表，例如从LRU链表上刷脏或驱逐Page

buf_pool_t::free_list_mutex

保护free list及withdraw list(online resize)

buf_pool_t::zip_free_mutex

保护zip_free数组，该数组用于维护对压缩表产生的非标准page size的内存维护, ref buf/buf0buddy.cc

buf_pool_t::zip_hash_mutex

保护zip_hash, 其中存储压缩页block

buf_pool_t::flush_state_mutex

保护init_flush, n_flush, no_flush等数组

分配空闲block(buf_LRU_get_free_block):

  • 从free list获取: buf_pool_t::free_list_mutex
  • 从unzip_lru/lru上驱逐一个空闲page，需要buf_pool_t::LRU_list_mutex

批量扫描LRU（buf_do_LRU_batch）: buf_pool_t::LRU_list_mutex

批量扫描FLUSH_LIST（buf_do_flush_list_batch）: buf_pool_t::flush_list_mutex

脏页加入到flush_list(buf_flush_insert_into_flush_list): buf_pool_t::flush_list_mutex

脏页写回磁盘后，从flush list上移除(buf_flush_write_complete): buf_pool_t::flush_state_mutex/flush_list_mutex

从LRU上驱逐Page(buf_LRU_free_page):buf_pool_t::LRU_list_mutex， 及buf_pool_t::free_list_mutex(buf_LRU_block_free_non_file_page)

buf_flush_LRU_list_batch 使用mutex_enter_nowait 来获取block锁，如果获取失败，说明正被其他session占用，忽略该block.

有些变量的修改从通过buf_pool_t::mutex保护，修改成通过memory barrior来保护(os_rmb or os_wmb), 例如下面几个函数中均有体现：

btr_search_enable()
buf_resize_thread()
buf_get_withdraw_depth()
buf_LRU_get_free_block()

通过对锁的拆分，降低了全局大锁的竞争，提升了buffer pool的扩展性，这个特性其实在Percona Server中很多年前就有了， 但直到MySQL8.0版本才合并进来。

WL#7170: InnoDB buffer estimates for tables and indexes

主要是用于为优化器提供更准确的信息，即数据是存在与磁盘还是内存中， 这样优化器可以更准确的做出代价计算。

增加一个全局对象（buf_stat_per_index_t）来管理所有的索引页计数

为了避免引入新的全局锁开销，实现并使用一个lock-free的hash结构("include/ut0lock_free_hash.h)来存储索引信息，key值为索引id。（目前索引id具有唯一性，但不排除未来可能发生改变）。

增加计数:

  1. Page刚从磁盘读入内存 (buf_page_io_complete --> buf_page_monitor)
  2. 创建一个新的page (btr_page_create)

递减计数: Page从LRU上释放时进行递减(buf_LRU_block_remove_hashed)

增加新的information_schema.innodb_cached_indexs 打印每个索引在内存中的page个数，其结构如下：

mysql> show create table INNODB_CACHED_INDEXES\G
*************************** 1. row ***************************
       Table: INNODB_CACHED_INDEXES
Create Table: CREATE TEMPORARY TABLE `INNODB_CACHED_INDEXES` (
  `SPACE_ID` int(11) unsigned NOT NULL DEFAULT '0',
  `INDEX_ID` bigint(21) unsigned NOT NULL DEFAULT '0',
  `N_CACHED_PAGES` bigint(21) unsigned NOT NULL DEFAULT '0'
) ENGINE=MEMORY DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)

### 和表名/索引名关联

SELECT
    tables.name AS table_name,
    indexes.name AS index_name,
    cached.n_cached_pages AS n_cached_pages
FROM
    information_schema.innodb_cached_indexes AS cached,
    information_schema.innodb_sys_indexes AS indexes,
    information_schema.innodb_sys_tables AS tables
WHERE
    cached.index_id = indexes.index_id
        AND
    indexes.table_id = tables.table_id;


这个优化来自alisql的贡献，主要是优化了InnoDB Redo的扩展性问题，通过双buffer机制，允许在写日志到磁盘的同时，也允许进行mtr commit，

为了减少对Btree的锁占用，InnoDB在读取数据时实际上是有一个小的缓存buffer。对于连续记录扫描，InnoDB在满足比较严格的条件时采用row cache的方式连续读取8条记录（并将记录格式转换成MySQL Format），存储在线程私有的row_prebuilt_t::fetch_cache中；这样一次寻路就可以获取多条记录，在server层处理完一条记录后，可以直接从cache中取数据而无需再次寻路，直到cache中数据取完，再进行下一轮。

在WL#7093中引入了新的接口，由于优化器可以估算可能读取的行数，因此可以提供给存储引擎一个更合适大小的row buffer来存储需要的数据。大批量的连续数据扫描的性能将受益于更大的record buffer。

Record buffer由优化器来自动决定是否开启，增加新的类Record_buffer进行管理, Record buffer的大小最大不超过128KB， 目前是hard code的，不可以配置。

判断及分配record buffer函数: set_record_buffer， 并通过新的API接口(handler::ha_set_record_buffer)传到引擎层

buffer本身是引擎无关的，在sever层分配，通过handler成员m_record_buffer传递到引擎层。

增加新的接口，判断是否支持Record buffer， 目前仅InnoDB支持，需要满足如下条件 (ref set_record_buffer):

  1. access type 不是 ref, ref_or_null, index_merge, range, index 或者ALL
  2. 不是临时表
  3. 不是loose index scan
  4. 进入InnoDB引擎层判断((row_prebuilt_t::can_prefetch_records))
return select_lock_type == LOCK_NONE // 只读查询
                && !m_no_prefetch   // 允许prefetch
                && !templ_contains_blob // 没有BLOB, TEXT, JSON, GEOMETRY这些大列
                && !templ_contains_fixed_point // 不是空间数据类型DATA_POINT
                && !clust_index_was_generated   // 需要用户定义的primary key 或者唯一索引（被隐式的用作Pk）
                && !used_in_HANDLER // 不是通过HANDLER访问的
                && !innodb_api // 不是通过类似innodb memcached访问的
                && template_type != ROW_MYSQL_DUMMY_TEMPLATE //不是check table
                && !in_fts_query; // 不是全文索引查询

在InnoDB中，当record buffer被配置时，就使用server层提供的record buffer，而不是row_prebuilt_t::fetch_cache

该Worklog的目的是改进短连接场景下的性能，对thd list的操作可能导致比较高的锁竞争。

解决方案也比较传统，就是进行分区，将链表thd_list划分成多个数组，目前为8个分区，相应的锁LOCK_thd_remove和LOCK_thd_list锁也进行了分区。