介绍

当你对InnoDB进行修改操作时，例如删除一些行，这些行只是被标记为“已删除”，而不是真的从索引中物理删除了，因而空间也没有真的被释放回收。InnoDB的Purge线程会异步的来清理这些没用的索引键和行，但是依然没有把这些释放出来的空间还给操作系统重新使用，因而会导致页面中存在很多空洞。如果表结构中包含动态长度字段，那么这些空洞甚至可能不能被InnoDB重新用来存新的行，因为空间空间长度不足。 有些用户可能会使用 OPTIMIZE TABLE 或者 ALTER TABLE

ENGINE=InnoDB 来重建这些表，但是这样会导致表的拷贝，如果临时空间不足甚至不足以进行一次 OPTIMIZE TABLE 操作。并且如果你用的是共享表空间方式，OPTIMIZE TABLE 会导致你的共享表空间文件持续增大，因为整理的索引和数据都追加在数据文件的末尾。

新的碎片整理算法

从MariaDB 10.1开始，MariaDB把Facebook的碎片整理代码合并进来了，并且把所有代码都调整到InnoDB/XtraDB层去实现，因而只需要使用现成的 OPTIMIZE TABLE 命令就行。开启新的整理算法需要把下面的配置加到 my.cnf 配置文件中：

  1. [mysqld]
  2. innodb-defragment=1

这样配置以后新的碎片整理功能就会替代原有的 OPTIMIZE TABLE 算法，不会有新的表生成，也不需要把旧表的数据拷贝到新表。新的算法会载入 n 个页面尝试把上面的记录紧凑的合并到一起，从而让页面存满记录，然后释放掉完全空了的页面。

新的配置项

  • innodb_defragment: 打开或关闭InnoDB碎片整理算法。当设置为FALSE时，所有正在做的整理操作会暂停。暂停的整理操作会在变量设置为TRUE时重新开始。默认值是FALSE。
  • innodb_defragment_n_pages: 一次性读取多少个页面进行合并整理操作。取值范围是2~32，默认值是7。
  • innodb_defragment_stats_accuracy: 统计信息写到持久化存储前可以有多少个整理统计信息的变更。设置为0表示不禁用整理统计追踪，默认值是0.
  • innodb_defragment_fill_factor_n_recs: 在进行空间整理时在一个页面上留多少条记录的空间。这个变量和 innodb_defragment_fill_factor 一起可以让页面不至于被塞得太满，从而减少后面插入记录导致的页面分裂。取值范围是 1~100，默认值是20。
  • innodb_defragment_fill_factor: 可以设置为[0.7~1]之间的值，让整理算法知道应该把一个页面填的多满。默认值是0.9. 设置为0.7以下没有什么意义。这个变量和 innodb_defragment_fill_factor_n_recs 一起可以让页面不至于被塞得太满，从而减少后面插入记录导致的页面分裂。上面这量个变量也是告诉我们，持续的整理操作可以让InnoDB更高效。
  • innodb_defragment_frequency: 对单个索引每秒的整理操作不要超过这个数量。这个变量控制了整理线程在一段时间内请求索引的 X_LOCK 的次数。整理线程会检查是当前操作的索引离上次操作的时间否超过了1/defragment_frequency (s) ，如果还没过足够长的时间，则把索引重新放回队列中。实际的操作频率只会比这个值低。

新的状态变量

  • Innodb_defragment_compression_failures: 整理碎片时重新压缩页面失败的次数。
  • Innodb_defragment_failures: 整理操作失败的次数（例如没有可压缩的页面）。
  • Innodb_defragment_count: 整理操作的次数。

举例

  1. set @@global.innodb_file_per_table = 1;
  2. set @@global.innodb_defragment_n_pages = 32;
  3. set @@global.innodb_defragment_fill_factor = 0.95;
  4. CREATE TABLE tb_defragment (
  5. pk1 bigint(20) NOT NULL,
  6. pk2 bigint(20) NOT NULL,
  7. fd4 text,
  8. fd5 varchar(50) DEFAULT NULL,
  9. PRIMARY KEY (pk1),
  10. KEY ix1 (pk2)
  11. ) ENGINE=InnoDB;
  13. delimiter //;
  14. create procedure innodb_insert_proc (repeat_count int)
  15. begin
  16.   declare current_num int;
  17.   set current_num = 0;
  18.   while current_num < repeat_count do
  19.     INSERT INTO tb_defragment VALUES (current_num, 1, REPEAT('Abcdefg', 20), REPEAT('12345',5));
  20.     INSERT INTO tb_defragment VALUES (current_num+1, 2, REPEAT('HIJKLM', 20), REPEAT('67890',5));
  21.     INSERT INTO tb_defragment VALUES (current_num+2, 3, REPEAT('HIJKLM', 20), REPEAT('67890',5));
  22.     INSERT INTO tb_defragment VALUES (current_num+3, 4, REPEAT('HIJKLM', 20), REPEAT('67890',5));
  23.     set current_num = current_num + 4;
  24.   end while;
  25. end//
  26. delimiter ;//
  27. commit;
  29. set autocommit=0;
  30. call innodb_insert_proc(50000);
  31. commit;
  32. set autocommit=1;

在建表和插入操作之后，我们可以在 INFORMATION_SCHEMA 中看到如下信息：

  1. select count(*) as Value from information_schema.innodb_buffer_page where table_name like '%tb_defragment%' and index_name = 'PRIMARY';
  2. Value
  3. 313
  5. select count(*) as Value from information_schema.innodb_buffer_page where table_name like '%tb_defragment%' and index_name = 'ix1';
  6. Value
  7. 72
  9. select count(stat_value) from mysql.innodb_index_stats where table_name like '%tb_defragment%' and stat_name in ('n_pages_freed');
  10. count(stat_value)
  11. 0
  13. select count(stat_value) from mysql.innodb_index_stats where table_name like '%tb_defragment%' and stat_name in ('n_page_split');
  14. count(stat_value)
  15. 0
  17. select count(stat_value) from mysql.innodb_index_stats where table_name like '%tb_defragment%' and stat_name in ('n_leaf_pages_defrag');
  18. count(stat_value)
  19. 0
  21. SELECT table_name, data_free/1024/1024 AS data_free_MB, table_rows FROM information_schema.tables WHERE engine LIKE 'InnoDB' and table_name like '%tb_defragment%';
  22. table_name data_free_MB table_rows
  23. tb_defragment 4.00000000 50051
  25. SELECT table_name, index_name, sum(number_records), sum(data_size) FROM information_schema.innodb_buffer_page where table_name like '%tb_defragment%' and index_name like 'PRIMARY';
  26. table_name index_name sum(number_records) sum(data_size)
  27. `test`.`tb_defragment` PRIMARY 25873 4739939
  29. SELECT table_name, index_name, sum(number_records), sum(data_size) FROM information_schema.innodb_buffer_page where table_name like '%tb_defragment%' and index_name like 'ix1';
  30. table_name index_name sum(number_records) sum(data_size)
  31. `test`.`tb_defragment` ix1 50071 1051775

现在如果我们删掉 3/4 的记录就会在页面中留下很多空洞，然后我们通过 OTPTIMIZE TABLE 执行整理操作：

  1. delete from tb_defragment where pk2 between 2 and 4;
  3. optimize table tb_defragment;
  4. Table    Op    Msg_type    Msg_text
  5. test.tb_defragment    optimize    status    OK
  6. show status like '%innodb_def%';
  7. Variable_name    Value
  8. Innodb_defragment_compression_failures    0
  9. Innodb_defragment_failures    1
  10. Innodb_defragment_count    4

执行完之后我们可以看到有些页面被释放掉了，有些页面被合并了：

  1. select count(*) as Value from information_schema.innodb_buffer_page where table_name like '%tb_defragment%' and index_name = 'PRIMARY';
  2. Value
  3. 0
  5. select count(*) as Value from information_schema.innodb_buffer_page where table_name like '%tb_defragment%' and index_name = 'ix1';
  6. Value
  7. 0
  9. select count(stat_value) from mysql.innodb_index_stats where table_name like '%tb_defragment%' and stat_name in ('n_pages_freed');
  10. count(stat_value)
  11. 2
  13. select count(stat_value) from mysql.innodb_index_stats where table_name like '%tb_defragment%' and stat_name in ('n_page_split');
  14. count(stat_value)
  15. 2
  17. select count(stat_value) from mysql.innodb_index_stats where table_name like '%tb_defragment%' and stat_name in ('n_leaf_pages_defrag');
  18. count(stat_value)
  19. 2
  21. SELECT table_name, data_free/1024/1024 AS data_free_MB, table_rows FROM information_schema.tables WHERE engine LIKE 'InnoDB';
  22. table_name data_free_MB table_rows
  23. innodb_index_stats 0.00000000 8
  24. innodb_table_stats 0.00000000 0
  25. tb_defragment 4.00000000 12431
  27. SELECT table_name, index_name, sum(number_records), sum(data_size) FROM information_schema.innodb_buffer_page where table_name like '%tb_defragment%' and index_name like 'PRIMARY';
  28. table_name index_name sum(number_records) sum(data_size)
  29. `test`.`tb_defragment` PRIMARY 690 102145
  31. SELECT table_name, index_name, sum(number_records), sum(data_size) FROM information_schema.innodb_buffer_page where table_name like '%tb_defragment%' and index_name like 'ix1';
  32. table_name index_name sum(number_records) sum(data_size)
  33. `test`.`tb_defragment` ix1 5295 111263