为了提高磁盘操作性能,当前的数据库系统都采用异步IO(Asynchronous IO,AIO)的方式来处理磁盘操作。InnoDB存储引擎亦是如此。
与AIO对应的是Sync IO,即每进行一次IO操作,需要等待此次操作结束才能继续接下来的操作。但是如果用户发出的是一条索引扫描的查询,那么这条SQL查询语句可能需要扫描多个索引页,也就是需要进行多次的IO操作。在每扫描一个页并等待其完成后再进行下一次的扫描,这是没有必要的。用户可以在发出一个IO请求后立即再发出另一个IO请求,当全部IO请求发送完毕后,等待所有IO操作的完成,这就是AIO。
AIO的另一个优势是可以进行IO Merge操作,也就是将多个IO合并为1个IO,这样可以提高IOPS的性能。例如用户需要访问页的(space,page_no)为:
(8,6)、(8,7),(8,8)
每个页的大小为16KB,那么同步IO需要进行3次IO操作。而AIO会判断到这三个页是连续的(显然可以通过(space,page_no)得知)。因此AIO底层会发送一个IO请求,从(8,6)开始,读取48KB的页。
若通过Linux操作系统下的iostat命令,可以通过观察rrqm/s和wrqm/s,例如:
avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle
4.70 0.00 1.60 13.20 0.00 80.50
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rMB/s wMB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
sdc 3905.67 172.00 6910.33 466.67 168.81 18.15 51.91 19.17 2.59 0.13 97.73
在InnoDB1.1.x之前,AIO的实现通过InnoDB存储引擎中的代码来模拟实现。而从InnoDB 1.1.x开始(InnoDB Plugin不支持),提供了内核级别AIO的支持,称为Native AIO。因此在编译或者运行该版本MySQL时,需要libaio库的支持。若没有则会出现如下的提示:
/usr/local/mysql/bin/mysqld: error while loading shared libraries: libaio.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory
需要注意的是,Native AIO需要操作系统提供支持。Windows系统和Linux系统都提供Native AIO支持,而Mac OSX系统则未提供。因此在这些系统下,依旧只能使用原模拟的方式。在选择MySQL数据库服务器的操作系统时,需要考虑这方面的因素。
参数innodb_use_native_aio用来控制是否启用Native AIO,在Linux操作系统下,默认值为ON:
mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_use_native_aio'\G;
*************************** 1. row ***************************
Variable_name: innodb_use_native_aio
Value: ON
1 row in set (0.00 sec)
用户可以通过开启和关闭Native AIO功能来比较InnoDB性能的提升。官方的测试显示,启用Native AIO,恢复速度可以提高75%。
在InnoDB存储引擎中,read ahead方式的读取都是通过AIO完成,脏页的刷新,即磁盘的写入操作则全部由AIO完成。