mysql存储内存中（tmpfs）的问题

时间 2020-01-13

标签 mysql 存储内存 tmpfs 问题栏目 MySQL 繁體版

原文原文链接

MySQL的相关参数：
default-storage-engine = INNODB
innodb_flush_method=O_DIRECT
tmpdir = /tmp/mysqltmp
/tmp/mysqltmp目录为tmpfs
php

发现error日志中出现html

131119 15:12:55 InnoDB: Failed to set O_DIRECT on file ./BetBrainV4/Participant.ibd: OPEN: Invalid argument, continuing anywaymysql

131119 15:12:55 InnoDB: O_DIRECT is known to result in 'Invalid argument' on Linux on tmpfs, see MySQL Bug#26662linux

解决方式：
sql

1.建立memory或myisam的临时表代替innodb；
2.修改innodb_flush_method为非O_DIRECT，如O_DSYNC、fdatasync；
参考:
http://bugs.mysql.com/bug.php?id=26662
http://bugs.mysql.com/bug.php?id=45671数据库

下面介绍一个解决方式的思路:编程

innodb_flush_method这个参数控制着innodb数据文件及redo log的打开、刷写模式，对于这个参数，文档上是这样描述的：缓存

有三个值：fdatasync(默认)，O_DSYNC，O_DIRECT安全

默认是fdatasync，调用fsync()去刷数据文件与redo log的bufferasync

为O_DSYNC时，innodb会使用O_SYNC方式打开和刷写redo log,使用fsync()刷写数据文件

为O_DIRECT时，innodb使用O_DIRECT打开数据文件，使用fsync()刷写数据文件跟redo log

首先文件的写操做包括三步：open,write,flush

上面最常提到的fsync(int fd)函数，该函数做用是flush时将与fd文件描述符所指文件有关的buffer刷写到磁盘，而且flush完元数据信息(好比修改日期、建立日期等)才算flush成功。

使用O_SYNC方式打开redo文件表示当write日志时，数据都write到磁盘，而且元数据也须要更新，才返回成功

O_DIRECT则表示咱们的write操做是从mysql innodb buffer里直接向磁盘上写

至此我再总结一下三者写数据方式：

fdatasync模式：写数据时，write这一步并不须要真正写到磁盘才算完成（可能写入到操做系统buffer中就会返回完成），真正完成是flush操做，buffer交给操做系统去flush,而且文件的元数据信息也都须要更新到磁盘。

O_DSYNC模式：写日志操做是在write这步完成，而数据文件的写入是在flush这步经过fsync完成

O_DIRECT模式：数据文件的写入操做是直接从mysql innodb buffer到磁盘的，并不用经过操做系统的缓冲，而真正的完成也是在flush这步,日志仍是要通过OS缓冲

2个思考

一、innodb_flush_method究竟应不该该使用O_DIRECT？

全部MySQL调优的建议都说，若是硬件没有预读功能，那么使用O_DIRECT将极大下降InnoDB的性能，由于O_DIRECT跳过了操做系统的文件系统Disk Cache，让MySQL直接读写磁盘了。

可是在个人实践中来看，若是不使用O_DIRECT，操做系统被迫开辟大量的Disk Cache用于innodb的读写缓存，不但没有提升读写性能，反而形成读写性能急剧降低。并且buffer pool的数据缓存和操做系统Disk Cache缓存形成了Double buffer的浪费，显然从我这个实践来看，浪费得很是厉害。

说O_DIRECT形成MySQL直接读写磁盘形成得性能降低问题，我以为彻底是杞人忧天。由于从JavaEye的数据库监测来看，Innodb的buffer pool命中率很是高，有98%以上，真正的磁盘操做是微乎其微的。为了1%的磁盘操做可以获得Disk Cache，而浪费了98%的double buffer内存空间，不管从性能上看，仍是从内存资源的消耗来看，都是很是不明智的。

二、innodb_log_file_size究竟应该大一点，仍是小一点？

全部MySQL调优建议都说，innodb_log_file_size要越大越好，避免无谓的buffer pool的flush操做。

可是在个人实践中来看，innodb_log_file_size开得太大，会明显增长innodb的log写入操做，并且会形成操做系统须要更多的Disk Cache开销。
innodb_flush_method=O_DIRECT是必须的，而innodb_log_file_size也不宜太大。

下面是一段摘录的备忘

http://www.orczhou.com/index.php/2009/08/innodb_flush_method-file-io/

innodb_flush_log_at_trx_commit参数肯定日志文件什么时候write、flush。innodb_flush_method则肯定日志及数据文件如何write、flush。在Linux下，innodb_flush_method能够取以下值：fdatasync, O_DSYNC, O_DIRECT，那这三个值分别是如何影响文件写入的？首先咱们须要先来了解Linux的文件I/O是如何工做的。

先来看看Linux/Unix文件I/O的一个典型例子：（Linux 2.6.24测试，gcc编译）

/**
	A test about syscall of File I/O
	Author:supu@TaobaoDBA
	supu@taobao.com http://orczhou.com http://www.taobaodba.com
*/

#include   "stdlib.h"           /* for exit */
#include   "unistd.h"           /* for write fdatasync*/
#include    "fcntl.h"           /* for open  */
int main(void){
	int fd;
	if((fd=open("/home/zzx/test.file",O_WRONLY|O_APPEND|O_DSYNC))<0){
		exit(1);
        }
        char buff[]="abcdef";
        if(write(fd,buff,6)!= 6){
                exit(2);
        }
        if(fdatasync(fd)==-1){
                exit(3);
        }
        exit(0);
}

程序描述了通常的文件I/O操做的三个过程open、write、fdatasync，分别是打开文件、写文件、flush操做（将文件缓存刷到磁盘上）。

1、Open阶段

open("test.file",O_WRONLY|O_APPDENT|O_SYNC))

系统调用Open会为该进程一个文件描述符fd^{【附录2】}。这里使用了O_WRONLY|O_APPDENT|O_SYNC打开文件:

O_WRONLY表示咱们以"写"的方式打开，告诉内核咱们须要向文件中写入数据；
O_APPDENT告诉内核以"追加"的方式写文件；
O_DSYNC告诉内核，当向文件写入数据的时候，只有当数据写到了磁盘时，写入操做才算完成（write才返回成功）。和O_DSYNC同类的文件标志，还有O_SYNC,O_RSYNC，O_DIRECT。
- O_SYNC比O_DSYNC更严格，不只要求数据已经写到了磁盘，并且对应的数据文件的属性（例如文件长度等）也须要更新完成才算write操做成功。可见O_SYNC较之O_DSYNC要多作一些操做。
- O_RSYNC表示文件读取时，该文件的OS cache必须已经所有flush到磁盘了^{【附录3】}；
- 若是使用O_DIRECT打开文件，则读/写操做都会跳过OS cache，直接在device（disk）上读/写。由于没有了OS cache，因此会O_DIRECT下降文件的顺序读写的效率。

2、Write阶段

write(fd,buf,6)

在使用open打开文件得到文件描述符以后，咱们就能够调用write函数来写入数据了，write会根据前面的open参数不一样，而表现不一样。

3、Flush阶段

fdatasync(fd) == -1

write操做后，咱们还调用了fdatasync来确保文件数据flush到了disk上。fdatasync返回成功后，那么能够认为数据已经写到了磁盘上。像这样的flush的函数还有fsync、sync。

Fsync和fdatasync的区别等同于O_SYNC和O_DSYNC的区别。
Sync函数表示将文件在OS cache中的数据排入写队列，并不确认是否真的写磁盘了，因此sync并不能够靠。

忽略文件打开的过程，一般咱们会说“写文件”有两个阶段，一个是调用write咱们称为写数据阶段（实际上是受open的参数影响），调用fsync（或者fdatasync）咱们称为flush阶段。

回到MySQL，参数Innodb_flush_method(Linux)能够设定为：Fdatasync、O_DSYNC、O_DIRECT。咱们看看这个三个参数是如何影响程序MySQL对日志和数据文件的操做：

	Open log	Flush log	Open datafile	Flush data
Fdatasync		fsync()		fsync()
O_DSYNC	O_SYNC			fsync()
O_DIRECT		fsync()	`O_DIRECT`	Fsync()

fdatasync被认为是安全的，由于在MySQL总会调用fsync来flush数据。使用O_DSYNC是有些风险的，有些OS会忽略该参数O_SYNC。

咱们看到O_DIRECT和fdatasync和很相似，可是它会使用O_DIRECT来打开数据文件。有数据代表，若是是大量随机写入操做，O_DIRECT会提高效率。可是顺序写入和读取效率都会下降。因此使用O_DIRECT须要谨慎。

参考文章：

【附录1】文章须要你了解什么是“系统调用“，参考：

http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/kernel/syscall/part1/index.html

能够简单的理解为：“系统调用“是在内核之上的一层封装。由内核直接提供接口，“系统调用”须要陷入内核执行（内核态）。其中fdatasync就是一个系统调用，该系统调用能够通知OS马上将OS Cache中的数据Flush到磁盘文件中。

【附录2】这时候内核会为该该进程打开的文件分配一个文件描述符，并将该文件描述符返回给该进程。在内核的文件表中新建一个文件项，标记文件状态、文件当前偏移、以及I节点（v节点）的位置，内核还会打开该文件的I节点（这里记录文件的操做的函数指针，例如读操做、写操做）。

【附录3】O_RSYNC个人理解是，对于同一个文件描述符能够保证读数据安全。同一个文件描述符包括dup和fcntl函数dup的文件描述符，即共用同一个文件表项。O_RSYNC不是咱们今天关注的，暂时忽略

未解问题:

O_DIRECT在哪些OS(或者FS)上可以正常工做？
O_SYNC在哪写OS上不能正常工做呢？
内核的read、write是FS级别的仍是内核(kernel)级别？
文章innodb_flush_method带来的性能影响中O_DSYNC、和fdatasync效率差不少，这是为何？

(全文完)