[Mysql ]QueryCache原理

Mysql Query Cache setting

mysql> SET GLOBAL query_cache_size = 1000000;
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'query_cache_size';
+------------------+--------+
| Variable_name    | Value  |
+------------------+--------+
| query_cache_size | 999424 |
+------------------+--------+

 原理
QueryCache(下面簡稱QC)是根據SQL語句來cache的。一個SQL查詢如果以select開頭，那麼MySQL服務器將嘗試對其使用QC。每個Cache都是以SQL文本作為key來存的。在應用QC之前，SQL文本不會被作任何處理。也就是說，兩個SQL語句，只要相差哪怕是一個字符（例如大小寫不一樣；多一個空格等），那麼這兩個SQL將使用不同的一個CACHE。
不過SQL文本有可能會被客戶端做一些處理。例如在官方的命令行客戶端裡，在發送SQL給服務器之前，會做如下處理：

Mysql >   show variables like '%query_cache%';

| have_query_cache                  | YES         |
| query_cache_limit                   | 1048576 |
| query_cache_min_res_unit    | 4096        |
| query_cache_size                   | 81920      |
| query_cache_type                   | ON           |
| query_cache_wlock_invalidate | OFF      |


相關設定: http://dev.mysql.com/doc/refman/5.0/en/query-cache-configuration.html

過濾所有註釋
去掉SQL文本前後的空格,TAB等字符。注意，是文本前面和後面的。中間的不會被去掉。

下面的三條SQL裡，因為SELECT大小寫的關係，最後一條和其他兩條在QC裡肯定是用的不一樣的存儲位置。而第一條和第二條，區別在於後者有個註釋，在不同客戶端，會有不一樣的結果。所以，保險起見，請儘量不要使用動態的註釋。在PHP的mysql擴展裡，SQL的註釋是不會被去掉的。也就是三條SQL會被存儲在三個不同的緩存裡，雖然它們的結果都是一樣的。

SELECT * FROM people where name='surfchen';

SELECT * FROM people where /*hey~*/name='surfchen';

SELECT * FROM people where name='surfchen';

目前只有select語句會被cache，其他類似show,use的語句則不會被cache。

因為QC是如此前端，如此簡單的一個緩存系統，所以如果一個表被更新，那麼和這個表相關的SQL的所有QC都會被失效。假設一個聯合查詢裡涉及到了表A和表B，如果表A或者表B的其中一個被更新（update或者delete），這個查詢的QC將會失效。

也就是說，如果一個表被頻繁更新，那麼就要考慮清楚究竟是否應該對相關的一些SQL進行QC了。一個被頻繁更新的表如果被應用了QC，可能會加重數據庫的負擔，而不是減輕負擔。我一般的做法是默認打開QC，而對一些涉及頻繁更新的表的SQL語句加上SQL_NO_CACHE關鍵詞來對其禁用CACHE。這樣可以儘可能避免不必要的內存操作，儘可能保持內存的連續性。

那些查詢很分散的SQL語句，也不應該使用QC。例如用來查詢用戶和密碼的語句——「select pass from user where name='surfchen'」。這樣的語句，在一個系統裡，很有可能只在一個用戶登陸的時候被使用。每個用戶的登陸所用到的查詢，都是不一樣的SQL文本，QC在這裡就幾乎不起作用了，因為緩存的數據幾乎是不會被用到的，它們只會在內存裡佔地方。

存儲塊
在本節裡「存儲塊」和「block」是同一個意思
QC緩存一個查詢結果的時候，一般情況下不是一次性地分配足夠多的內存來緩存結果的。而是在查詢結果獲得的過程中，逐塊存儲。當一個存儲塊被填滿之後，一個新的存儲塊將會被創建，並分配內存（allocate）。單個存儲塊的內存分配大小通過query_cache_min_res_unit參數控制，默認為4KB。最後一個存儲塊，如果不能被全部利用，那麼沒使用的內存將會被釋放。如果被緩存的結果很大，那麼會可能會導致分配內存操作太頻繁，系統系能也隨之下降；而如果被緩存的結果都很小，那麼可能會導致內存碎片過多，這些碎片如果太小，就很有可能不能再被分配使用。

除了查詢結果需要存儲塊之外，每個SQL文本也需要一個存儲塊，而涉及到的表也需要一個存儲塊（表的存儲塊是所有線程共享的，每個表只需要一個存儲塊）。存儲塊總數量=查詢結果數量*2+涉及的數據庫表數量。也就是說，第一個緩存生成的時候，至少需要三個存儲塊：表信息存儲塊，SQL文本存儲塊，查詢結果存儲塊。而第二個查詢如果用的是同一個表，那麼最少只需要兩個存儲塊：SQL文本存儲塊，查詢結果存儲塊。

通過觀察Qcache_queries_in_cache和Qcache_total_blocks可以知道平均每個緩存結果占用的存儲塊。它們的比例如果接近1:2，則說明當前的query_cache_min_res_unit參數已經足夠大了。如果Qcache_total_blocks比Qcache_queries_in_cache多很多，則需要增加query_cache_min_res_unit的大小。

Qcache_queries_in_cache * query_cache_min_res_unit（sql文本和表信息所在的block佔用的內存很小，可以忽略）如果遠遠大於query_cache_size-Qcache_free_memory，那麼可以嘗試減小query_cache_min_res_unit的值。

調整大小
如果Qcache_lowmem_prunes增長迅速，意味著很多緩存因為內存不夠而被釋放，而不是因為相關表被更新。嘗試加大query_cache_size，儘量使Qcache_lowmem_prunes零增長。
啟動參數
show variables like 'query_cache%'可以看到這些信息。
query_cache_limit:如果單個查詢結果大於這個值，則不Cache
query_cache_size:分配給QC的內存。如果設為0，則相當于禁用QC。要注意QC必須使用大約40KB來存儲它的結構，如果設定小於40KB,則相當于禁用QC。QC存儲的最小單位是1024 byte，所以如果你設定了一個不是1024的倍數的值，這個值會被四捨五入到最接近當前值的等於1024的倍數的值。
query_cache_type:
0 完全禁止QC，不受SQL語句控制（另外可能要注意的是，即使這裡禁用，上面一個參數所設定的內存大小還是會被分配）； 
1啟用QC，可以在SQL語句使用SQL_NO_CACHE禁用； 
2可以在SQL語句使用SQL_CACHE啟用。 
 
query_cache_min_res_unit:每次給QC結果分配內存的大小
狀態
show status like 'Qcache%'可以看到這些信息。
Qcache_free_blocks:當一個表被更新之後，和它相關的cache blocks將被free。但是這個block依然可能存在隊列中，除非是在隊列的尾部。這些blocks將會被統計到這個值來。可以用FLUSH QUERY CACHE語句來清空free blocks。
其他幾個狀態變量的意義：
Qcache_free_memory    表示查詢緩存區現在還有多少的可用內存,如果很小，考慮增加query_cache_size
Qcache_hits        表示查詢緩存區的命中個數，也就是直接從查詢緩存區作出響應處理的查詢個數
Qcache_inserts    表示查詢緩存區此前總過緩存過多少條查詢命令的結果
Qcache_lowmem_prunes   表示查詢緩存區已滿而從其中溢出和刪除的查詢結果的個數
Qcache_not_cached    自mysql進程啟動起，沒有被cache的只讀查詢數量（包括select,show,use,desc等）
Qcache_queries_in_cache 當前被cache的SQL數量
Qcache_total_blocks:在QC中的blocks數。一個query可能被多個 blocks存儲，而這幾個blocks中的最後一個，未用滿的內存將會被釋放掉。例如一個QC結果要佔6KB內存，如果 query_cache_min_res_unit是4KB，則最後將會生成3個blocks，第一個block用來存儲sql語句文本，這個不會被統計 到query+cache_size裡，第二個block為4KB，第三個block為2KB（先allocate4KB，然後釋放多餘的2KB）。每個 表，當第一個和它有關的SQL查詢被CACHE的時候，會使用一個block來存儲表信息。也就是說，block會被用在三處地方：表信息，SQL文本， 查詢結果。 
優化提示：如果Qcache_lowmem_prunes 值比較大，表示查詢緩存區大小設置太小，需要增大。
如果Qcache_free_blocks 較多，表示內存碎片較多，需要清理，flush query cache
根據我看的 《High Performance MySQL》中所述，關於query_cache_min_res_unit大小的調優
，書中給出了一個計算公式，可以供調優設置參考：
query_cache_min_res_unit = (query_cache_size - Qcache_free_memory) / Qcache_queries_in_cache
還要注意一點的是，FLUSH QUERY CACHE 命令可以用來整理查詢緩存區的碎片，改善內存使用狀況，
但不會清理查詢緩存區的內容，這個要和RESET QUERY CACHE相區別，不要混淆，後者才是清除查詢緩存區中
的所有的內容。