浅谈MySQL数据查询太多会OOM吗

目录

• 全表扫描对server层的影响
• 全表扫描对InnoDB的影响
• InnoDB内存管理
• 小结

我的主机内存只有100G，现在要全表扫描一个200G大表，会不会把DB主机的内存用光？

逻辑备份时，可不就是做整库扫描吗？若这样就会把内存吃光，逻辑备份不是早就挂了？
所以大表全表扫描，看起来应该没问题。这是为啥呢？

全表扫描对server层的影响

假设，我们现在要对一个200G的InnoDB表db1. t，执行一个全表扫描。当然，你要把扫描结果保存在客户端，会使用类似这样的命令：

mysql -h$host -P$port -u$user -p$pwd -e 
	"select * from db1.t" > $target_file

InnoDB数据保存在主键索引上，所以全表扫描实际上是直接扫描表t的主键索引。这条查询语句由于没有其他判断条件，所以查到的每一行都可以直接放到结果集，然后返回给客户端。

那么，这个“结果集”存在哪里呢？
服务端无需保存一个完整结果集。取数据和发数据的流程是这样的：

• 获取一行，写到net_buffer。这块内存的大小是由参数net_buffer_length定义，默认16k
• 重复获取行，直到net_buffer写满，调用网络接口发出去
• 若发送成功，就清空net_buffer，然后继续取下一行，并写入net_buffer
• 若发送函数返回EAGAIN或WSAEWOULDBLOCK，就表示本地网络栈（socket send buffer）写满了，进入等待。直到网络栈重新可写，再继续发送
  

查询结果发送流程

可见：

• 一个查询在发送过程中，占用的MySQL内部的内存最大就是net_buffer_length这么大，不会达到200G
• socket send buffer 也不可能达到200G（默认定义/proc/sys/net/core/wmem_default），若socket send buffer被写满，就会暂停读数据的流程

所以MySQL其实是“边读边发”。这意味着，若客户端接收得慢，会导致MySQL服务端由于结果发不出去，这个事务的执行时间变长。

比如下面这个状态，就是当客户端不读socket receive buffer内容时，在服务端show processlist看到的结果。

服务端发送阻塞

若看到State一直是“Sending to client”，说明服务器端的网络栈写满了。

若客户端使用–quick参数，会使用mysql_use_result方法：读一行处理一行。假设某业务的逻辑较复杂，每读一行数据以后要处理的逻辑若很慢，就会导致客户端要过很久才取下一行数据，可能就会出现上图结果。

因此，对于正常的线上业务来说，若一个查询的返回结果不多，推荐使用mysql_store_result接口，直接把查询结果保存到本地内存。

当然前提是查询返回结果不多。如果太多，因为执行了一个大查询导致客户端占用内存近20G，这种情况下就需要改用mysql_use_result接口。

若你在自己负责维护的MySQL里看到很多个线程都处于“Sending to client”，表明你要让业务开发同学优化查询结果，并评估这么多的返回结果是否合理。

若要快速减少处于这个状态的线程的话，可以将net_buffer_length设置更大。

有时，实例上看到很多查询语句状态是“Sending data”，但查看网络也没什么问题，为什么Sending data要这么久？
一个查询语句的状态变化是这样的：

• MySQL查询语句进入执行阶段后，先把状态设置成 Sending data
• 然后，发送执行结果的列相关的信息（meta data) 给客户端
• 再继续执行语句的流程
• 执行完成后，把状态设置成空字符串。

即“Sending data”并不一定是指“正在发送数据”，而可能是处于执行器过程中的任意阶段。比如，你可以构造一个锁等待场景，就能看到Sending data状态。

读全表被锁：

Sending data状态

可见session2是在等锁，状态显示为Sending data。

• 仅当一个线程处于“等待客户端接收结果”的状态，才会显示"Sending to client"
• 若显示成“Sending data”，它的意思只是“正在执行”

所以，查询的结果是分段发给客户端，因此扫描全表，查询返回大量数据，并不会把内存打爆。

以上是server层的处理逻辑，在InnoDB引擎里又是怎么处理？

全表扫描对InnoDB的影响

InnoDB内存的一个作用，是保存更新的结果，再配合redo log，避免随机写盘。

内存的数据页是在Buffer Pool (简称为BP)管理，在WAL里BP起加速更新的作用。
BP还能加速查询。

由于WAL，当事务提交时，磁盘上的数据页是旧的，若这时马上有个查询来读该数据页，是不是要马上把redo log应用到数据页？

不需要。因为此时，内存数据页的结果是最新的，直接读内存页即可。这时查询无需读磁盘，直接从内存取结果，速度很快。所以，Buffer Pool能加速查询。

而BP对查询的加速效果，依赖于一个重要的指标，即：内存命中率。
可以在show engine innodb status结果中，查看一个系统当前的BP命中率。一般情况下，一个稳定服务的线上系统，要保证响应时间符合要求的话，内存命中率要在99%以上。

执行show engine innodb status ，可以看到“Buffer pool hit rate”字样，显示的就是当前的命中率。比如下图命中率，就是100%。

若所有查询需要的数据页都能够直接从内存得到，那是最好的，对应命中率100%。

InnoDB Buffer Pool的大小是由参数 innodb_buffer_pool_size确定，一般建议设置成可用物理内存的60%~80%。

在大约十年前，单机的数据量是上百个G，而物理内存是几个G；现在虽然很多服务器都能有128G甚至更高的内存，但是单机的数据量却达到了T级别。

所以，innodb_buffer_pool_size小于磁盘数据量很常见。若一个 Buffer Pool满了，而又要从磁盘读入一个数据页，那肯定是要淘汰一个旧数据页的。

InnoDB内存管理

使用的最近最少使用 (Least Recently Used, LRU)算法，淘汰最久未使用数据。

• 基本LRU算法

TODO

• InnoDB管理BP的LRU算法，是用链表实现的：
• state1，链表头部是P1，表示P1是最近刚被访问过的数据页
• 此时，一个读请求访问P3，因此变成状态2，P3被移到最前
• 状态3表示，这次访问的数据页不存在于链表，所以需要在BP中新申请一个数据页Px，加到链表头。但由于内存已满，不能申请新内存。于是清空链表末尾Pm数据页内存，存入Px的内容，放到链表头部

最终就是最久没有被访问的数据页Pm被淘汰。
若此时要做一个全表扫描，会咋样？若要扫描一个200G的表，而这个表是一个历史数据表，平时没有业务访问它。

那么，按此算法扫描，就会把当前BP里的数据全部淘汰，存入扫描过程中访问到的数据页的内容。也就是说BP里主要放的是这个历史数据表的数据。

对于一个正在做业务服务的库，这可不行呀。你会看到，BP内存命中率急剧下降，磁盘压力增加，SQL语句响应变慢。

所以，InnoDB不能直接使用原始的LRU。InnoDB对其进行了优化。

改进的LRU算法

InnoDB按5:3比例把链表分成New区和Old区。图中LRU_old指向的就是old区域的第一个位置，是整个链表的5/8处。即靠近链表头部的5/8是New区域，靠近链表尾部的3/8是old区域。

改进后的LRU算法执行流程：

状态1，要访问P3，由于P3在New区，和优化前LRU一样，将其移到链表头部 =》状态2
2. 之后要访问一个新的不存在于当前链表的数据页，这时依然是淘汰掉数据页Pm，但新插入的数据页Px，是放在LRU_old处
3. 处于old区的数据页，每次被访问的时候都要做如下判断：

• 若该数据页在LRU链表中存在的时间超过1s，就把它移动到链表头部
• 若该数据页在LRU链表中存在的时间短于1s，位置保持不变。1s是由参数innodb_old_blocks_time控制，默认值1000，单位ms。
  

该策略，就是为了处理类似全表扫描的操作量身定制。还是扫描200G历史数据表：
4. 扫描过程中，需要新插入的数据页，都被放到old区域
5. 一个数据页里面有多条记录，这个数据页会被多次访问到，但由于是顺序扫描，这个数据页第一次被访问和最后一次被访问的时间间隔不会超过1秒，因此还是会被保留在old区域
6. 再继续扫描后续的数据，之前的这个数据页之后也不会再被访问到，于是始终没有机会移到链表头部（New区），很快就会被淘汰出去。

可以看到，这个策略最大的收益，就是在扫描这个大表的过程中，虽然也用到了BP，但对young区完全没有影响，从而保证了Buffer Pool响应正常业务的查询命中率。

小结

MySQL采用的是边算边发的逻辑，因此对于数据量很大的查询结果来说，不会在server端保存完整的结果集。所以，如果客户端读结果不及时，会堵住MySQL的查询过程，但是不会把内存打爆。

而对于InnoDB引擎内部，由于有淘汰策略，大查询也不会导致内存暴涨。并且，由于InnoDB对LRU算法做了改进，冷数据的全表扫描，对Buffer Pool的影响也能做到可控。

全表扫描还是比较耗费IO资源的，所以业务高峰期还是不能直接在线上主库执行全表扫描的。

到此这篇关于浅谈MySQL数据查询太多会OOM吗的文章就介绍到这了,更多相关MySQL数据查询OOM内容请搜索自学编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持自学编程网！