改进MySQL的table_cache

以下为本人在工作中的碎碎念，记录的比较凌乱……

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在mysql里面有一个参数table_cache，当设置过大时，会产生明显的效率下降。这是因为扫描open_cache哈希表时，使用的线性扫描，时间复杂度为O(n)，mysql的bug list上有人提供了一个patch（http://bugs.mysql.com/bug.php?id=33948），可以把时间降到o(1)，其基本思想是为table实例增加三个指针，来维护一个空闲链表。

首先，我们分析一下mysql在打开一个表时如何工作：

在mysql里，table_cache是一个比较重要的参数。由于多线程机制，每个线程独自打开自己需要的标的文件描述符，而不是共享已经打开的。

1. table_cache key （见create_table_def_key）

在内存里，table cache使用hash表来存储，key为 database_name\0table_name\0+（可选的，用于临时表）

这里对于临时表会做特殊处理，需要增加额外的信息来保证临时表在slave端是唯一的

增加8个字节：前4个字节为master thread id，后4个字节为slavb

2.打开表时候的处理：open_table

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必要的检查：线程栈是否足够，thd是否被kill

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全局锁：lock_open

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首先判断是否是临时表

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这里有一段很有意思的逻辑，当需要打开表时，总是先从临时表链表中查找表。也就是说，当存在一个与实际表同名的临时表时，会总是操作临时表

if (!table_list->skip_temporary)
{
for (table= thd->temporary_tables; table ; table=table->next)
{

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非临时表，且处于pre-locked 或 lock_tables mode（thd->locked_tables || thd->prelocked_mode）

即该线程已经打开或锁定了一些表，从thd->open_tables里查询，当不存在时，返回error

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if (thd->locked_tables || thd->prelocked_mode)
{ // Using table locks
TABLE *best_table= 0;
int best_distance= INT_MIN;
for (table=thd->open_tables; table ; table=table->next)
{

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正常情况：

1. 首先尝试从table cache中取table

2. 当找到的TABLE实例是nam-locked的，或者一些线程正在flush tables，我们需要等待，直到锁释放

3. 如果不存在这样的TABLE，我们需要创建TABLE，并将其加入到cache中

！这些操作都需要全局锁：LOCK_open,来保护table cache和磁盘上的表定义

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如果这是该query打开的第一个表：设置thd->version = refresh_version，这样，当我们打开剩余表的过程中，如果 version发生了变化，则需要back off，关闭所有已经打开的并重新打开表

目前refresh_version只会被FLUSH TABLES命令改变

if (thd->handler_tables)
mysql_ha_flush(thd); //刷新（关闭并标记为re-open）所有需要reopen的表

查询table cache的过程：

for (table= (TABLE*) hash_first(&open_cache, (uchar*) key, key_length, //基于同一个key来查找hash表
&state);
table && table->in_use ;
table= (TABLE*) hash_next(&open_cache, (uchar*) key, key_length,
&state))

{

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flush tables marked for flush.

Normally, table->s->version contains the value of
refresh_version from the moment when this table was
(re-)opened and added to the cache.
If since then we did (or just started) FLUSH TABLES
statement, refresh_version has been increased.
For "name-locked" TABLE instances, table->s->version is set
to 0 (see lock_table_name for details).
In case there is a pending FLUSH TABLES or a name lock, we
need to back off and re-start opening tables.
If we do not back off now, we may dead lock in case of lock
order mismatch with some other thread:
c1: name lock t1; -- sort of exclusive lock
c2: open t2; -- sort of shared lock
c1: name lock t2; -- blocks
c2: open t1; -- blocks

*********************************

if (table->needs_reopen_or_name_lock()) //Is this instance of the table should be reopen or represents a name-lock?

{}

}

if (table)

************

从unused_tables链表中移除刚找到的table

************

else

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创建一个新的table实例，并插入到open cache中

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while (open_cache.records > table_cache_size && unused_tables) //当cache满时，从中释放未使用的TABLE实例

hash_delete(&open_cache,(uchar*) unused_tables);

if (table_list->create) //创建一个新表

{

*******

检查表是否存在：check_if_table_exists

*******

在table cache的hash中创建一个placeholder(占位符)：table_cache_insert_placeholder

将占位符链到open tables list上：

table->open_placeholder= 1;
table->next= thd->open_tables;
thd->open_tables= table;

return table

}

创建一个新的table实例

分配内存table=(TABLE*) my_malloc(sizeof(*table),MYF(MY_WME))

error= open_unireg_entry(thd, table, table_list, alias, key, key_length,
mem_root, (flags & OPEN_VIEW_NO_PARSE));

如果是视图 or error < 0 释放内存，返回;

my_hash_insert(&open_cache,(uchar*) table)

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patch:http://bugs.mysql.com/bug.php?id=33948

增加3个指针：

hash_head:

hash_prev: always point to unused table cached items

hash_next: always point to used table cached items

修改的函数：

free_cache_entry //释放一个表的内存。

close_thread_table //move one table to free list

reopen_name_locked_table // 重新打开表，保持链表结构

table_cache_insert_placeholder

open_table

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总结：

增加了三个指针:

hash_head:

hash_prev:

hash_next:

!.............................!head!.........................!

head的左边为空闲item链表

head的右边为占用的item链表

所有item通过hash_prev和hash_next进行双向指针

右边的item的hash_head指向head

操作链表：

1)插入新空闲item：在head节点前加入

2)插入新的被占用item:在head后面加入

3)从链表中删除item:

---若该item为head，修改head右侧的item的hash_head指向head->next

---否则，直接删除item，并释放内存。。

查询空闲节点：

1) 找到head

2) 检测head是否in_use，为False则table = head, true则找到table = head->prev

3)当table 不为NULL时，表示找到一个item，将其插入到head右侧

3) table依旧为NULL---->创建新item，将其插入到head右侧

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