大型企业数据库服务首选，AliSQL这几大企业级功能你了解几个？

AliSQL是阿里云深度定制的独立MySQL分支，除了社区版的全部功能外，AliSQL提供了相似于MySQL企业版的诸多功能，如企业级备份恢复、线程池、并行查询等，而且AliSQL还提供兼容Oracle的能力，如sequence引擎等。RDS MySQL使用AliSQL内核，为用户提供了MySQL全部的功能，同时提供了企业级的安全、备份、恢复、监控、性能优化、只读实例等高级特性。

1月9日，依托AliSQL内核的专属主机组RDS MySQL服务即将重磅发布！
时间： 1月9日15:00 — 17:00
主题： RDS专属主机组和ECS专有宿主机 联合发布会
详情：https://promotion.aliyun.com/ntms/act/mysqlzhuanshuzhuji.html
预定直播！：https://yq.aliyun.com/live/1858
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MySQL表明了开源数据库的快速发展，从2004年先后的Wiki、WordPress等轻量级Web 2.0应用起步，到2010年阿里巴巴在电商及支付场景大规模使用MySQL数据库，再到2012年开始阿里云RDS for MySQL为成千上万家客户提供可靠的关系数据库服务，积累了来自内外部功能、性能、安全方面的众多需求，培养了一支强劲的MySQL研发团队，并打造了面向企业场景的AliSQL分支，高效演进并稳定地服务着内外部关键业务场景。

让咱们来一块儿看一下AliSQL中面向企业场景的设计及功能。

一、MySQL 8.0 Compatiable

MySQL 8.0有5个很是好的企业级功能，来逐一看一下：

• Atomic DDL，MySQL 8.0去掉了表结构frm文件，实现了元数据信息字典化，能够保证DDL操做处理或回滚干净，避免了表删除不干净的状况。
• Instant Add Column，元数据字典化后，向表最后面加列（无默认值）时，能够只更改数据字典，而不须要更改表数据，实现了极快速的加列。
• Window Function，窗口函数能够用来快速实现复杂的报表，在许多企业应用场景中都会出现。
• Temp Engine，执行特别复杂的SQL时，须要用到内存以外的临时空间，之前版本会动态地建立和删除文件，而在MySQL 8.0中，使用了集中式的Temp Engine，避免不停地建立和删除文件，有效下降了文件系统的压力。
• Hash Join，MySQL 8.0中实现了Hash Join，能够加快多表（三表）以上关联的SQL性能，在企业场景中因为业务逻辑复杂，多表关联是常态，绝对的企业级功能。

咱们在2019年推出了基于MySQL 8.0版本的AliSQL版本，远远领先于同行。

二、Dynamic Thread Pool

企业级场景（包括互联网与非互联网场景）的商业数字化程度愈来愈高，应用场景愈来愈丰富，RDS数据库如何在有限资源（4c/8c规格，云上弹性降底企业成本）的状况下提供高质量服务，会面临如下挑战：

• 如何在有限的资源下，支持更多的数据库链接数？
• 如何支持更高的短链接能力？
• 如何在有限的资源下，提升资源的使用效率，提高性能？
• 如何进行并发控制或隔离，保证核心业务逻辑的稳定性？

Dynamic Thread Pool能够很好地解决上述问题，

• 采用Listener & Worker机制，将全部请求放到Worker队列中，由共享的Worker线程来执行不一样用户的请求，从而不须要每一个客户端会话都建立一个后台线程（非Dynamic Thread Pool）来执行请求，好比1000个客户端链接发起请求，服务器端只须要数十个Worker线程便可，而不须要建立1000个线程，从而能够在有限资源内建立更多的链接。
• 因为每一个链接后面并不对应固定的线程，建立新链接时没有线程的操做，所以创建新链接的成本大大降底，从而能够提供更高和更稳定的链接建立能力。
• 经过控制了有限资源内的线程数，减小了线程切换，有效下降了SYS CPU的使用，提高了CPU的资源使用效率。在高并发的sysbench point select测试中，Dynamic Thread Pool能够提高10%左右的性能；在低并发时，Dynamic Thread Pool能够动态切换回专用模式，即每一个链接都有专用的Worker对应，从而保证高低并发下都有极好的性能。
• 在数据库中有读写操做，SQL操做也能够分为简单操做和复杂操做，为了防止相互影响，Dynamic Thread Pool设计了多个队列，按SQL的操做成本将SQL进行分类，各自进入不一样的队列，并在队列上进行并发的控制，从而能够隔离不一样类型操做的相互影响。好比说核心业务逻辑中都是简单查询，新建应用未经评审的复杂SQL就不会影响核心逻辑。
• Dynamic Thread Pool能够动态启停，不须要重启数据库实例。这是AliSQL Dynamic Thread Pool一个很是重大的技术创新与突破。

Dynamic Thread Pool已经在RDS 5.6/5.7/8.0版本上线，并已经默认开启，全部用户和客户均可以受益。TPCC模型最接近企业核心业务场景，在1024或2048客户端并发的TPCC测试中，Dynamic Thread Pool能够提高50%-100%左右的TpmC，并节约10%到20%的CPU资源消耗，给阿里云全部客户带来实实在在的技术红利。

三、Index Mutex Tuning

TPCC模型最接近企业核心业务场景，对此场景的优化可让企业应用受益。在TPCC的压力测试中，发现Index的锁很是重，在节点分裂时会阻塞全部的其余操做。AliSQL对此进行了优化，有效地下降了压测过程当中，索引节点分裂的成本，大大地提高了TPCC场景的处理能力。在全内存的测试中，单机达到了39W的TpmC，相对于原生版本提高35-50%不等（大规格测试，5.6提高35%、5.7提高40%、8.0进升45%）。

此优化已在RDS 56/57/80上同步优化发布上线。

四、TDE & SM4

RDS 5.6/5.7/8.0都已经全线支持，而且支持SM4国密算法，能够确保客户数据的安全。

五、Performance Insight

应用侧的SQL优化对系统及业务的优化相当重要，原生的MySQL中缺乏行之有效的监控数据，AliSQL结合不一样数据库的经验，并结合内部外部客户的需求，在SQL性能这块作了丰富的扩展，包含如下五个方面的扩展：

• table_stats，记录每一个表增删除改查的行数，能够快速地了解现有系统中的数据存取行为，判断业务的核心表，判断哪些表适合来做缓存处理。
• index_stats，记录用到的索引以及索引被使用的频率，能够快速地了解索引的使用状况，判断哪些索引是多余的，判断哪些索引是核心的索引。
• Performance Point，记录了每一个SQL的细粒度性能数据，包括SQL语句的时间（包括消耗时间、执行时间、Server层MDL锁的时间、事务锁的时间）、SQL IO的信息（包括这条SQL引发的数据读、数据写、日志生成、内存访问、物理读写的量及IO时间）、以及内核层面的锁（包括Mutex、RW Lock）的次数和时间。很容易找到值得优化的SQL语句，若是有必定的源代码能力，也能够分析和改进MySQL的锁机制。
• Performance Agent，使用内置Daemon程序，在同一时间点收集不一样惟度（CPU、内存、网络、磁盘IO、Server、InnoDB、Linux Kernel、File System）的关键性能数据，每秒收集一次，以格式化文本方式在后台记录，便于过后进行性能分析，同时也是内存表的方式提供访问，方便客户直接使用Grafana等工具来展现RDS数据库性能曲线。

• IO_STATISTICS，记录实例级各类不一样IO的总量及时间，默认每2秒一个值（可配置），能够直接使用Grafana等工具来展现。

在仔细分析原生Performance Schema后，AliSQL中增长了这些额外的性能相关的数据，如实地反映了系统的运行状况，方便咱们进行过后性能问题诊断，也方便了客户进行SQL性能分析，也可让第三方基于这些性能数据来为客户提供更好的性能优化服务。

六、Async File Purge

在文件系统中删除一个特别大的文件（Drop Table/Partition、Truncate Table/Partition）时，可能会锁定整个文件系统，致使同一个文件系统上的其余操做没法进行，阻塞整个实例。AliSQL中对这种行为进行了优化，当接到删除表或分区的操做时，会记一个文件异步清理的任务，将表或分区的操做先作完，而后由后台线程以相对温和的方式进行清理。其原理是将大文件一步一步变小，到某个安全大小后，才完全删除文件。

七、Slow Log Rotate

某些业务场景下，会产生大量的慢SQL语句，会被记录在慢日志中，而原生的MySQL一直使用单个文件机制会一直保持Slow Log文件打开，致使文件变得特别大（可高在上百GB），须要在关闭MySQL实例的状况下，才能对Slow Log文件进行维护，很是地不友好。
AliSQL对此做出了改进，设计了Slow Log切换机制，能够定时或到指定大小后进行切换（切换指令由外部触发），避免须要重启数据库实例来维护Slow Log文件（好比释放Slow Log空间）。其间还修复了以CSV格式存放Slow Log时，SQL执行时间范围超过35天（一般是Binlog Dump命令）引发的损坏问题。

八、SQL Outline

SQL Hint是很是有效的优化手段，AliSQL对SQL Hint作了功能扩展，能够在运行过程当中将SQL计算中的路径信息用相应的SQL Hint进行持久化保存，以保证执行计划的稳定性。能够有效应对如下场景下的SQL执行计划变动：

• 数据库版本升级，优化器行为会发生变化，SQL计算计划可能变好也可能变坏。
• DDL操做，新建索引后，会致使原有的SQL执行计划发生变化。
• 统计信息发生变化，从新收集或人工设置后，SQL执行计划可能发生变化。

对于核心业务的SQL，应当使用SQL Outline进行固化，避免SQL执行计划变坏。

AliSQL还提供API进行SQL Hint编辑，便可以手工给SQL加一个Hint，进行透明的SQL优化，能够在没法更改应用程序代码的状况下进行SQL优化。并在此基础上，与AliSQL其余的优化功能进行集成，好比Statement Queue、Query Cache（研发中）等，能够经过在SQL Outline中指定Hint来启用Statement Queeu的并发控制，或启用Query Cache，实现对应用透明的SQL优化。

九、Binlog XA Tuning

MySQL的逻辑日志（Binlog）给数据订阅带来了极大的便捷性，但也给性能带来了负面影响。在服务客户的过程当中，咱们发现企业场景对性能的要求愈来愈高，便对启用Binlog后的事务提交机制进行了重大的技术突破，在不影响Binlog的前提下，去除了XA机制带来的全部负面性能影响，相较于原生的MySQL，事务处理性能提高将近一倍。更实现了事务提交的Pipeline机制，交由Dynamic Thread Pool的线程去回复用户事务提交结果，进一步降底了线程池的线程数，提高了系统处理效率。

十、DDL Recycle Bin

在MySQL中DDL语句是没法回滚的，所以Drop/Truncate表或分区的操做会变得极期危险，在商业数据库中也是如此。

Oracle在10g中加入了回收站的功能，能够将Drop/Truncate的表或分区先放到回收站中，后续根据空间的使用状况，按先进先出的策略自动回收。这样就能够在Drop/Truncate误操做手，从回收站中快速恢复数据，而不须要进行实例基于时间点的恢复来找回误操做的表，AliSQL在8.0上也实现了此回收站功能。

AliSQL还有其余的企业级功能，例如Sequence引挚、Statement Queue等，在这里不一一详细解释。

从业务中找需求，从技术中找需求，从运行维护中找需求，从合做伙伴中找需求，全部的需求方都是咱们的客户，一直致力于让AliSQL更加开放更加面向企业级应用。

大型企业数据库服务首选，专属主机组RDS MySQL服务重磅发布！
时间： 1月9日15:00 — 17:00

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本文做者：黄忠

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