详解 MySQL 中的查询缓存 Query Cache 用法与性能

Question

我们总是抱怨 MySQ L的查询速度慢，其实 MySQL 也有缓存机制，意思是将 Select 查询的结果集和 SQL 语句映射到内存缓存起来。当有存在缓存数据的时候，服务器马上返回服务器的结果，跳过解析 SQL 的过程。

MySQL Query Cache 默认为打开。从某种程度可以提高查询的效果，但是未必是最优的解决方案，如果有的大量的修改和查询时，由于修改造成的 Cache 失效，会给服务器造成很大的开销，可以通过 query_cache_type 设置参数来控制缓存的开关，可选参数：0(OFF)1(ON)2(DEMAND)。

需要注意的是 MySQL Query Cache 是对大小写敏感的，因为Query Cache 在内存中是以 HASH 结构来进行映射，HASH 算法基础就是组成 SQL 语句的字符，所以任何sql语句的改变重新Cache，这也是项目开发中要建立 SQL 语句书写规范的原因。

何时Cache

• MySQL Query Cache 内容为 Select 的结果集，Cache 使用完整的 SQL 字符串做 Key，并区分大小写，空格等。即两个SQL必须完全一致才会让Cache命中。
• prepared statement永远不会cache到结果，即使参数完全一样。据说在 5.1 之后会得到改善。
• Where条件中如包含了某些函数永远不会被Cache，比如current_date、now等。
• date 之类的函数如果返回是以小时或天级别的，最好先算出来再传进去。

  select * from foo where date1=current_date -- 不会被 cache
  select * from foo where date1='2008-12-30' -- 被cache, 正确的做法

• 太大的result set不会被Cache (< query_cache_limit)

何时Invalidate

• 一旦表数据进行任何一行的修改，基于该表相关cache立即全部失效。
• 为什么不做聪明一点判断修改的是否Cache的内容？因为分析Cache内容太复杂，服务器需要追求最大的性能。

性能分析

Cache 未必所有场合总是会改善性能

当有大量的查询和大量的修改时，Cache机制可能会造成性能下降。因为每次修改会导致系统去做cache失效操作，造成不小开销。

另外系统Cache的访问由一个单一的全局锁来控制，这时候大量的查询将被阻塞，直至锁释放。所以不要简单认为设置Cache必定会带来性能提升。

大result set不会被Cache的开销

太大的result set不会被Cache，但MySQL预先不知道result set的长度，所以只能等到reset set在Cache添加到临界值 query_cache_limit 之后才会简单的把这个Cache 丢弃。这并不是一个高效的操作。如果mysql status中Qcache_not_cached太大的话，则可对潜在的大结果集的SQL显式添加 SQL_NO_CACHE 的控制。

query_cache_min_res_unit = (query_cache_size – Qcache_free_memory) / Qcache_queries_in_cache

内存池使用

MySQL Query Cache 使用内存池技术，自己管理内存释放和分配，而不是通过操作系统。内存池使用的基本单位是变长的block, 一个result set的cache通过链表把这些block串起来。因为存放result set的时候并不知道这个resultset最终有多大。block最短长度为 query_cache_min_res_unit, resultset 的最后一个block会执行trim操作。

Query Cache 在提高数据库性能方面具有非常重要的作用。

其设定也非常简单，仅需要在配置文件写入两行： query_cache_type 和 query_cache _size，而且 MySQL 的 query cache 非常快！而且一旦命中，就直接发送给客户端，节约大量的 CPU 时间。

当然，非 SELECT 语句对缓冲是有影响的，它们可能使缓冲中的数据过期。一个 UPDATE 语句引起的部分表修改，将导致对该表所有的缓冲数据失效，这是 MySQL 为了平衡性能而没有采取的措施。因为，如果每次 UPDATE 需要检查修改的数据，然后撤出部分缓冲将导致代码的复杂度增加。

query_cache_type 0 代表不使用缓冲， 1 代表使用缓冲，2 代表根据需要使用。

设置 1 代表缓冲永远有效，如果不需要缓冲，就需要使用如下语句：

SELECT SQL_NO_CACHE * FROM my_table WHERE ...

如果设置为 2 ，需要开启缓冲，可以用如下语句：

SELECT SQL_CACHE * FROM my_table WHERE ...

用 SHOW STATUS 可以查看缓冲的情况：

mysql> show status like 'Qca%';
+-------------------------+----------+
| Variable_name | Value |
+-------------------------+----------+
| Qcache_queries_in_cache | 8 |
| Qcache_inserts | 545875 |
| Qcache_hits | 83951 |
| Qcache_lowmem_prunes | 0 |
| Qcache_not_cached | 2343256 |
| Qcache_free_memory | 33508248 |
| Qcache_free_blocks | 1 |
| Qcache_total_blocks | 18 |
+-------------------------+----------+
8 rows in set (0.00 sec)

如果需要计算命中率，需要知道服务器执行了多少 SELECT 语句：

mysql> show status like 'Com_sel%';
+---------------+---------+
| Variable_name | Value |
+---------------+---------+
| Com_select | 2889628 |
+---------------+---------+
1 row in set (0.01 sec)

在本例中， MySQL 命中了 2,889,628 条查询中的 83,951 条，而且 INSERT 语句只有 545,875 条。因此，它们两者的和和280万的总查询相比有很大差距，因此我们知道本例使用的缓冲类型是 2 。而在类型是 1 的例子中， Qcache_hits 的数值会远远大于 Com_select