缓存表

TiDB 在 v6.0.0 版本中引入了缓存表功能。该功能适用于频繁被访问且很少被修改的热点小表,即把整张表的数据加载到 TiDB 服务器的内存中,直接从内存中获取表数据,避免从 TiKV 获取表数据,从而提升读性能。

本文介绍了 TiDB 缓存表的使用场景、使用示例、与其他 TiDB 功能的兼容性限制。

使用场景

TiDB 缓存表功能适用于以下特点的表:

  • 表的数据量不大
  • 只读表,或者几乎很少修改
  • 表的访问很频繁,期望有更好的读性能

当表的数据量不大,访问又特别频繁的情况下,数据会集中在 TiKV 一个 Region 上,形成热点,从而影响性能。因此,TiDB 缓存表的典型使用场景如下:

  • 配置表,业务通过该表读取配置信息
  • 金融场景中的存储汇率的表,该表不会实时更新,每天只更新一次
  • 银行分行或者网点信息表,该表很少新增记录项

以配置表为例,当业务重启的瞬间,全部连接一起加载配置,会造成较高的数据库读延迟。如果使用了缓存表,则可以解决这样的问题。

使用示例

本节通过示例介绍缓存表的使用方法。

将普通表设为缓存表

假设已存在普通表 users:

CREATE TABLE users ( id BIGINT, name VARCHAR(100), PRIMARY KEY(id) );

通过 ALTER TABLE 语句,可以将这张表设置成缓存表:

ALTER TABLE users CACHE;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

验证是否为缓存表

要验证一张表是否为缓存表,使用 SHOW CREATE TABLE 语句。如果为缓存表,返回结果中会带有 CACHED ON 属性:

SHOW CREATE TABLE users;
+-------+----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ | Table | Create Table | +-------+----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ | users | CREATE TABLE `users` ( `id` bigint(20) NOT NULL, `name` varchar(100) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`) /*T![clustered_index] CLUSTERED */ ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin /* CACHED ON */ | +-------+----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)

从缓存表读取数据后,TiDB 会将数据加载到内存中。你可使用 trace 语句查看 TiDB 是否已将数据加载到内存中。当缓存还未加载时,语句的返回结果会出现 regionRequest.SendReqCtx,表示 TiDB 从 TiKV 读取了数据。

TRACE SELECT * FROM users;
+------------------------------------------------+-----------------+------------+ | operation | startTS | duration | +------------------------------------------------+-----------------+------------+ | trace | 17:47:39.969980 | 827.73µs | | ├─session.ExecuteStmt | 17:47:39.969986 | 413.31µs | | │ ├─executor.Compile | 17:47:39.969993 | 198.29µs | | │ └─session.runStmt | 17:47:39.970221 | 157.252µs | | │ └─TableReaderExecutor.Open | 17:47:39.970294 | 47.068µs | | │ └─distsql.Select | 17:47:39.970312 | 24.729µs | | │ └─regionRequest.SendReqCtx | 17:47:39.970454 | 189.601µs | | ├─*executor.UnionScanExec.Next | 17:47:39.970407 | 353.073µs | | │ ├─*executor.TableReaderExecutor.Next | 17:47:39.970411 | 301.106µs | | │ └─*executor.TableReaderExecutor.Next | 17:47:39.970746 | 6.57µs | | └─*executor.UnionScanExec.Next | 17:47:39.970772 | 17.589µs | | └─*executor.TableReaderExecutor.Next | 17:47:39.970776 | 6.59µs | +------------------------------------------------+-----------------+------------+ 12 rows in set (0.01 sec)

而再次执行 trace,返回结果中不再有 regionRequest.SendReqCtx,表示 TiDB 已经不再从 TiKV 读取数据,而是直接从内存中读取:

+----------------------------------------+-----------------+------------+ | operation | startTS | duration | +----------------------------------------+-----------------+------------+ | trace | 17:47:40.533888 | 453.547µs | | ├─session.ExecuteStmt | 17:47:40.533894 | 402.341µs | | │ ├─executor.Compile | 17:47:40.533903 | 205.54µs | | │ └─session.runStmt | 17:47:40.534141 | 132.084µs | | │ └─TableReaderExecutor.Open | 17:47:40.534202 | 14.749µs | | ├─*executor.UnionScanExec.Next | 17:47:40.534306 | 3.21µs | | └─*executor.UnionScanExec.Next | 17:47:40.534316 | 1.219µs | +----------------------------------------+-----------------+------------+ 7 rows in set (0.00 sec)

注意,读取缓存表会使用 UnionScan 算子,所以通过 explain 查看缓存表的执行计划时,可能会在结果中看到 UnionScan

+-------------------------+---------+-----------+---------------+--------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------------------+---------+-----------+---------------+--------------------------------+ | UnionScan_5 | 1.00 | root | | | | └─TableReader_7 | 1.00 | root | | data:TableFullScan_6 | | └─TableFullScan_6 | 1.00 | cop[tikv] | table:users | keep order:false, stats:pseudo | +-------------------------+---------+-----------+---------------+--------------------------------+ 3 rows in set (0.00 sec)

往缓存表写入数据

缓存表支持写入数据。例如,往 users 表中插入一条记录:

INSERT INTO users(id, name) VALUES(1001, 'Davis');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
SELECT * FROM users;
+------+-------+ | id | name | +------+-------+ | 1001 | Davis | +------+-------+ 1 row in set (0.00 sec)

缓存表相关的元信息存储在 mysql.table_cache_meta 表中。这张表记录了所有缓存表的 ID、当前的锁状态 lock_type,以及锁租约 lease 相关的信息。这张表仅供 TiDB 内部使用,不建议用户修改该表,否则可能导致不可预期的错误。

SHOW CREATE TABLE mysql.table_cache_meta\G *************************** 1. row *************************** Table: table_cache_meta Create Table: CREATE TABLE `table_cache_meta` ( `tid` bigint(11) NOT NULL DEFAULT '0', `lock_type` enum('NONE','READ','INTEND','WRITE') NOT NULL DEFAULT 'NONE', `lease` bigint(20) NOT NULL DEFAULT '0', `oldReadLease` bigint(20) NOT NULL DEFAULT '0', PRIMARY KEY (`tid`) /*T![clustered_index] CLUSTERED */ ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin 1 row in set (0.00 sec)

将缓存表恢复为普通表

TRUNCATE TABLE users;
ERROR 8242 (HY000): 'Truncate Table' is unsupported on cache tables.
mysql> ALTER TABLE users ADD INDEX k_id(id);
ERROR 8242 (HY000): 'Alter Table' is unsupported on cache tables.

使用 ALTER TABLE t NOCACHE 语句可以将缓存表恢复成普通表:

ALTER TABLE users NOCACHE
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

缓存表大小限制

由于 TiDB 将整张缓存表的数据加载到 TiDB 进程的内存中,并且执行修改操作后缓存会失效,需要重新加载,所以 TiDB 缓存表只适用于表比较小的场景。

目前 TiDB 对于每张缓存表的大小限制为 64 MB。如果表的数据超过了 64 MB,执行 ALTER TABLE t CACHE 会失败。

与其他 TiDB 功能的兼容性限制

以下是缓存表不支持的功能:

  • 不支持对分区表执行 ALTER TABLE t CACHE 操作
  • 不支持对临时表执行 ALTER TABLE t CACHE 操作
  • 不支持对视图执行 ALTER TABLE t CACHE 操作
  • 不支持 Stale Read 功能
  • 不支持对缓存表直接做 DDL 操作,需要先通过 ALTER TABLE t NOCACHE 将缓存表改回普通表后再进行 DDL 操作。

以下是缓存表无法使用缓存的场景:

  • 设置系统变量 tidb_snapshot 读取历史数据
  • 执行修改操作期间,已有缓存会失效,直到数据被再次加载

TiDB 数据迁移工具兼容性

缓存表并不是标准的 MySQL 功能,而是 TiDB 扩展。只有 TiDB 能识别 ALTER TABLE ... CACHE 语句。所有的 TiDB 数据迁移工具均不支持缓存表功能,包括 Backup & Restore (BR)、TiCDC、Dumpling 等组件,它们会将缓存表当作普通表处理。

这意味着,备份恢复一张缓存表时,它会变成一张普通表。如果下游集群是另一套 TiDB 集群并且你希望继续使用缓存表功能,可以对下游集群中的表执行 ALTER TABLE ... CACHE 手动开启缓存表功能。

另请参阅

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