## 背景 目前，IO 仍然是數據庫的性能殺手，為了提高 IO 利用率和吞吐量，不同的數據庫都設計了不同的方法，本文就介紹下 InnoDB 提供的預讀(read-ahead)功能，以及 Oracle 提供的多塊讀(multiblock-read)功能，并進行一些對比。 ### InnoDB read-ahead InnoDB 提供了兩種預讀的方式，一種是 Linear read ahead，由參數`innodb_read_ahead_threshold`控制，當你連續讀取一個 extent 的 threshold 個 page 的時候，會觸發下一個 extent 64個page的預讀。另外一種是Random read-ahead，由參數`innodb_random_read_ahead`控制，當你連續讀取設定的數量的page后，會觸發讀取這個extent的剩余page。 InnoDB 的預讀功能是使用后臺線程異步完成的。InnoDB啟動了`innodb_read_io_threads`個后臺線程，來完成IO request，并且可以使用Native AIO，在你的環境中如果安裝了libaio，在MySQL實例啟動的時候，查看系統日志：`InnoDB: Using Linux native AIO`?表明 InnoDB 已經使用Native AIO了。在Linear read ahead觸發的時候，InnoDB通過`io_submit()`提交了下一個extent的64個pages的IO request，并由一個read IO thread完成。 ### Oracle multiblock-read 當你要對堆表進行全表掃描，并需要大量IO的時候，通常在 session 級別設置`db_file_multiblock_read_count`，這樣 Oracle 會在讀取堆表結構的數據塊的時候，一次IO讀取多個數據塊，大大減少了IO的次數。但這里一次合并IO請求的數據塊，必須不能在buffer pool中，否則會分割IO請求。不過，在針對大表的匯總分析查找中，設置`db_file_multiblock_read_count`的效果是非常明顯的。不過也要注意，不要在系統級別上設置過大的`db_file_multiblock_read_count`， 會造成buffer cache flooding。 ## 場景分析 下面我們看兩個非常典型的場景: 1\. 高并發，小IO的情況 在高并發的場景下，sql響應時間主要取決于同步IO請求的時間，而InnoDB的預讀通常不會觸發，就算觸發，更多的是預熱(warmup)的效果，并不會對系統帶來非常大的收益，對rt的影響也非常小。 而Oracle如果設置了`db_file_multiblock_read_count`，在這樣的場景下，有可能會適得其反，因為一次同步IO請求的時間增加了。 所以在這樣的場景下，InnoDB的read-ahead和Oracle的multiblock-read并不會帶來太多的收益。我們看另外一個場景。 2\. 低并發，高IO吞吐 通常，我們可能想在業務低峰期，對線上數據進行匯總查詢。這時，希望能夠完全使用主機的資源來完成sql的查詢，在使用全表掃描的時候，InnoDB會觸發read-ahead，每次提前異步讀取下一個extent的page，加快讀取的速度。 Oracle使用`db_file_multiblock_read_count`，一次IO讀取多個block，提高讀取的吞吐量。 ## 問題 為什么在聚集查詢的時候，Oracle的效果會比InnoDB要好？ 這個問題，在針對機械盤的情況，又回到了 IOPS 和 throughput 的討論上去了。InnoDB的read-ahead，在觸發的時候，針對下一個extent，對每一個page提交了異步IO請求，也就是增加了IO request次數，雖然Native AIO和disk會有針對性合并IO，但仍然非常有限，而Oracle每次提交合并多個連續數據塊的IO請求，能夠更好利用disk的吞吐能力。 所以，InnoDB在針對aggregation類型的查詢的時候，想要完全使用IO的吞吐能力，相比較Oracle的multiblock-read，會偏弱一點。 ## 優化方法 針對InnoDB的機制，我們可以嘗試幾種優化方法: 1. 在session級別，提供可設置預讀的觸發條件，并使用多個后臺線程來完成異步IO請求。因為沒有減少小IO請求，作者嘗試了這種方法，收益甚小； 2. 獨立一個buffer pool，專門進行多塊讀，針對next extent，一次讀取到buffer pool中，這種方式就和Oracle的multiblock-read比較類似了； 3. 終極優化方法，就是使用并行查詢，Oracle在全表掃描的時候，使用`/* parallel */`?hint方法啟動多個進程完成查詢，InnoDB的聚簇索引結構，需要邏輯分片，針對每一個分片啟動一個線程完成查詢。 讀者如果有興趣，可以進行一些嘗試。