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MySQL 8.4 参考手册  /  替代存储引擎  /  MEMORY 存储引擎

18.3 MEMORY 存储引擎

MEMORY 存储引擎(以前称为 HEAP)创建特殊用途的表,其内容存储在内存中。由于数据容易受到崩溃、硬件问题或电源故障的影响,因此仅将这些表用作临时工作区或从其他表提取数据的只读缓存。

表 18.4 MEMORY 存储引擎功能

功能 支持
B 树索引
备份/时间点恢复(在服务器中实现,而不是在存储引擎中实现。)
集群数据库支持
聚簇索引
压缩数据
数据缓存 N/A
加密数据 是(通过加密函数在服务器中实现。)
外键支持
全文搜索索引
地理空间数据类型支持
地理空间索引支持
哈希索引
索引缓存 N/A
锁定粒度
MVCC
复制支持(在服务器中实现,而不是在存储引擎中实现。) 有限(请参阅本节后面的讨论。)
存储限制 RAM
T 树索引
事务
更新数据字典的统计信息

何时使用 MEMORY 或 NDB 集群

希望部署使用 MEMORY 存储引擎来处理重要、高可用或频繁更新数据的应用程序的开发人员应考虑 NDB 集群是否更好的选择。 MEMORY 引擎的典型用例涉及以下特征

  • 涉及瞬态、非关键数据的操作,例如会话管理或缓存。当 MySQL 服务器停止或重新启动时,MEMORY 表中的数据将丢失。

  • 用于快速访问和低延迟的内存中存储。数据量可以完全适合内存,而不会导致操作系统交换出虚拟内存页。

  • 只读或以读为主的数据访问模式(有限更新)。

NDB 集群提供与 MEMORY 引擎相同的功能,但性能水平更高,并提供 MEMORY 不具备的其他功能

  • 行级锁定和多线程操作,用于降低客户端之间的争用。

  • 即使在包含写入的语句混合中也能实现可扩展性。

  • 用于数据持久性的可选磁盘支持操作。

  • 无共享架构和多主机操作,没有单点故障,能够实现 99.999% 的可用性。

  • 跨节点自动数据分布;应用程序开发人员无需设计自定义分片或分区解决方案。

  • 支持 MEMORY 不支持的可变长度数据类型(包括 BLOBTEXT)。

分区

MEMORY 表不能分区。

性能特性

MEMORY 的性能受处理更新时单线程执行和表锁定开销导致的争用限制。当负载增加时,这会限制可扩展性,尤其是在包含写入的语句混合中。

尽管 MEMORY 表进行内存中处理,但在繁忙的服务器上,它们在处理通用查询或在读写工作负载下并不一定比 InnoDB 表快。特别是,执行更新所涉及的表锁定会减慢来自多个会话的对 MEMORY 表的并发使用。

根据对 MEMORY 表执行的查询类型,可以创建索引作为默认的哈希数据结构(用于根据唯一键查找单个值)或通用 B 树数据结构(用于涉及等式、不等式或范围运算符(例如小于或大于)的所有类型的查询)。以下各节说明了创建两种索引的语法。常见的性能问题是在 B 树索引效率更高的工作负载中使用默认的哈希索引。

MEMORY 表的特性

MEMORY 存储引擎不会在磁盘上创建任何文件。表定义存储在 MySQL 数据字典中。

MEMORY 表具有以下特征

  • MEMORY 表分配的空间以小块的形式分配。表使用 100% 动态散列进行插入。不需要溢出区或额外的键空间。不需要额外的空间用于空闲列表。已删除的行被放入一个链表中,并在您向表中插入新数据时被重用。 MEMORY 表也不存在与散列表中删除加插入操作相关的常见问题。

  • MEMORY 表使用固定长度的行存储格式。可变长度类型(例如 VARCHAR)使用固定长度存储。

  • MEMORY 表不能包含 BLOBTEXT 列。

  • MEMORY 包含对 AUTO_INCREMENT 列的支持。

  • TEMPORARY MEMORY 表在所有客户端之间共享,就像任何其他非 TEMPORARY 表一样。

MEMORY 表的 DDL 操作

要创建 MEMORY 表,请在 CREATE TABLE 语句上指定子句 ENGINE=MEMORY

CREATE TABLE t (i INT) ENGINE = MEMORY;

正如引擎名称所暗示的,MEMORY 表存储在内存中。它们默认使用哈希索引,这使得它们对于单值查找非常快,对于创建临时表也非常有用。但是,当服务器关闭时,存储在 MEMORY 表中的所有行都会丢失。表本身继续存在,因为它们的定义存储在 MySQL 数据字典中,但在服务器重新启动时它们为空。

此示例演示了如何创建、使用和删除 MEMORY

mysql> CREATE TABLE test ENGINE=MEMORY
           SELECT ip,SUM(downloads) AS down
           FROM log_table GROUP BY ip;

mysql> SELECT COUNT(ip),AVG(down) FROM test;

mysql> DROP TABLE test;

MEMORY 表的最大大小受 max_heap_table_size 系统变量限制,该变量的默认值为 16MB。要为 MEMORY 表强制执行不同的大小限制,请更改此变量的值。对 CREATE TABLE、后续 ALTER TABLETRUNCATE TABLE 生效的值将用作该表生命周期的值。服务器重启也将现有 MEMORY 表的最大大小设置为全局 max_heap_table_size 值。您可以为各个表设置大小,如本节后面所述。

索引

MEMORY 存储引擎支持 HASHBTREE 索引。您可以通过添加 USING 子句为给定索引指定其中一个,如下所示

CREATE TABLE lookup
    (id INT, INDEX USING HASH (id))
    ENGINE = MEMORY;
CREATE TABLE lookup
    (id INT, INDEX USING BTREE (id))
    ENGINE = MEMORY;

有关 B 树索引和哈希索引的一般特征,请参阅 第 10.3.1 节,“MySQL 如何使用索引”.

MEMORY 表每个表最多可以有 64 个索引,每个索引最多有 16 列,最大键长度为 3072 字节。

如果一个MEMORY 表的哈希索引具有高度的键重复(许多索引条目包含相同的值),则影响键值的表更新和所有删除操作的速度会明显下降。这种减速的程度与重复程度成正比(或与索引基数成反比)。您可以使用BTREE 索引来避免此问题。

MEMORY 表可以具有非唯一键。(对于哈希索引的实现,这是一个不常见的特性。)

被索引的列可以包含NULL 值。

用户创建的表和临时表

MEMORY 表的内容存储在内存中,这是一个MEMORY 表与服务器在处理查询时动态创建的内部临时表共有的属性。但是,这两种类型的表有所不同,因为MEMORY 表不受存储转换的影响,而内部临时表则会受到影响。

加载数据

要在 MySQL 服务器启动时填充MEMORY 表,您可以使用init_file 系统变量。例如,您可以将类似INSERT INTO ... SELECTLOAD DATA 的语句放到一个文件中,以从持久数据源加载表,并使用init_file 来命名该文件。请参阅第 7.1.8 节,“服务器系统变量”第 15.2.9 节,“LOAD DATA 语句”

MEMORY 表和复制

当复制源服务器关闭并重新启动时,其MEMORY 表将变为空。为了将这种影响复制到副本,源服务器在启动后第一次使用给定的MEMORY 表时,会记录一个事件,该事件通知副本必须通过将该表的TRUNCATE TABLE 语句写入二进制日志来清空该表。当副本服务器关闭并重新启动时,其MEMORY 表也将变为空,它会将一个TRUNCATE TABLE 语句写入自己的二进制日志,该日志将传递给任何下游副本。

当您在复制拓扑中使用MEMORY 表时,在某些情况下,源服务器上的表和副本上的表可能有所不同。有关处理每种情况以防止陈旧读取或错误的信息,请参阅第 19.5.1.21 节,“复制和 MEMORY 表”

管理内存使用情况

服务器需要足够的内存来维护所有同时使用的MEMORY 表。

如果您从MEMORY 表中删除单个行,则不会回收内存。只有在删除整个表时才会回收内存。以前用于已删除行的内存将被重复用于同一表中的新行。要释放MEMORY 表不再需要其内容时使用的所有内存,请执行DELETETRUNCATE TABLE 删除所有行,或者使用DROP TABLE 完全删除该表。要释放已删除行使用的内存,请使用ALTER TABLE ENGINE=MEMORY 强制重建表。

使用以下表达式计算MEMORY 表中一行所需的内存

SUM_OVER_ALL_BTREE_KEYS(max_length_of_key + sizeof(char*) * 4)
+ SUM_OVER_ALL_HASH_KEYS(sizeof(char*) * 2)
+ ALIGN(length_of_row+1, sizeof(char*))

ALIGN() 代表一个舍入因子,它会导致行长度成为char 指针大小的精确倍数。sizeof(char*) 在 32 位机器上为 4,在 64 位机器上为 8。

如前所述,max_heap_table_size 系统变量设置了MEMORY 表的最大大小限制。要控制各个表的最大大小,请在创建每个表之前设置该变量的会话值。(除非您打算将该值用于所有客户端创建的MEMORY 表,否则不要更改全局max_heap_table_size 值。)以下示例创建了两个MEMORY 表,它们的最大大小分别为 1MB 和 2MB

mysql> SET max_heap_table_size = 1024*1024;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> CREATE TABLE t1 (id INT, UNIQUE(id)) ENGINE = MEMORY;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> SET max_heap_table_size = 1024*1024*2;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> CREATE TABLE t2 (id INT, UNIQUE(id)) ENGINE = MEMORY;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

如果服务器重新启动,这两个表将恢复到服务器的全局max_heap_table_size 值。

您还可以在MEMORY 表的CREATE TABLE 语句中指定MAX_ROWS 表选项,以提供有关您计划存储在其中的行数的提示。这不会使表能够超过max_heap_table_size 值,该值仍然作为最大表大小的限制。为了在使用MAX_ROWS 方面获得最大的灵活性,请将max_heap_table_size 设置为至少与您希望每个MEMORY 表能够增长的值一样高。

其他资源

一个专门针对MEMORY 存储引擎的论坛位于https://forums.mysql.com/list.php?92