mysql 内存统计
在 mysql 5.5 中实现了类似mysql5.7中performance schema 的内存统计功能。
功能
1 展示mysql层内存总大小。
2 展示mysql层内存使用分布情况。
3 展示每个线程使用的内存总大小。
4 展示每个线程使用的内存分布情况。
演示
1 增加状态变量Memory_used 显示mysql层总体使用的内存大小。
mysql> show global status like 'Memory_used';
+---------------+----------+
| Variable_name | Value |
+---------------+----------+
| Memory_used | 30767584 |
+---------------+----------+
1 row in set (0.06 sec)
2 show memory展示mysql层内存使用分布情况。
mysql> show memory;
+----------------------------------------------+-------------+
| name | memory_used |
+----------------------------------------------+-------------+
| libmysql/MYSQL_STMT:mem_root | 0 |
| libmysql/MYSQL_STMT:result::alloc | 0 |
| sql/NET::buff | 16400 |
| sql/Protocol_local::m_rset_root | 0 |
| sql/TABLE | 58992 |
| mysys/my_dir | 0 |
| sql/TABLE::sort.io_cache | 0 |
| sql/THD::main_mem_root | 0 |
| sql/THD::transaction::mem_root | 0 |
| sql/THD::debug_sync_control | 0 |
| sql/debug_sync_control::debug_sync_action | 0 |
| sql/Filesort_info::addonbuf | 0 |
| sql/Filesort_info::record_pointers | 0 |
| sql/SORTPARAM::tmp_buffer | 0 |
| sql/SORT_ADDON_FIELD | 0 |
| sql/user_var_entry | 0 |
| mysys/IO_CACHE | 16400 |
| mysys/TREE | 0 |
| mysys/DYNAMIC_ARRAY | 352136 |
| sql/QUICK_RANGE_SELECT::alloc | 0 |
| sql/QUICK_INDEX_MERGE_SELECT::alloc | 0 |
| sql/QUICK_INDEX_MERGE_SELECT::alloc | 0 |
| sql/QUICK_ROR_INTERSECT_SELECT::alloc | 0 |
| sql/QUICK_ROR_UNION_SELECT::alloc | 0 |
| sql/QUICK_GROUP_MIN_MAX_SELECT::alloc | 0 |
| sql/SQL_SELECT::test_quick_select:alloc | 0 |
| sql/prune_partitions::exec | 0 |
| sql/READ_RECORD::cache | 0 |
| sql/table_mapping::m_mem_root | 0 |
| sql/Locked_tables_list::m_locked_tables_root | 0 |
| sql/Warning_info::m_warn_root | 0 |
| sql/READ_INFO | 0 |
| sql/Prepared_statement::main_mem_root | 0 |
| sql/JOIN_CACHE | 0 |
| sql/TABLE_SHARE::mem_root | 0 |
| sql/LOG_EVENT | 0 |
| sql/QUICK_RANGE_SELECT::multi_range | 0 |
| sql/QUICK_RANGE_SELECT::multi_range_buff | 0 |
| sql/table_def | 0 |
| sql/THD::handler_tables_hash | 0 |
| sql/hash_index_key_buffer | 0 |
| sql/ignore_db | 0 |
| sql/sql_acl_mem | 0 |
| sql/sql_acl_memx | 0 |
| sql/servers | 0 |
| sql/MYSQL_LOCK | 0 |
| sql/KEY_CACHE | 2456 |
| sql/Unique::sort_buffer | 0 |
| sql/Unique::merge_buffer | 0 |
| sql/frm | 0 |
| sql/Query_cache | 0 |
| sql/bision_stack | 0 |
| sql/user_conn | 96 |
| sql/THD::variables | 0 |
| sql/global_system_variables | 144 |
| sql/sercurity_context | 24 |
| sql/sp_head::main_mem_root | 0 |
| sql/sp_head::execute_mem_root | 0 |
| sql/sp_head::call_mem_root | 0 |
+----------------------------------------------+-------------+
59 rows in set (0.00 sec)
3 show processlist增加了Memory_used列展现线程的内存使用（或者 show status like 'Memory_used';）
mysql> show processlist;
+----+------+-----------------+------+---------+------+-------+------------------+-----------+---------------+-----------+-------------+
| Id | User | Host | db | Command | Time | State | Info | Rows_sent | Rows_examined | Rows_read | Memory_used |
+----+------+-----------------+------+---------+------+-------+------------------+-----------+---------------+-----------+-------------+
| 1 | root | 127.0.0.1:45516 | NULL | Query | 0 | NULL | show processlist | 0 | 0 | 1 | 43552 |
+----+------+-----------------+------+---------+------+-------+------------------+-----------+---------------+-----------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)
4 新增information_schema.thread_memory_info表展现每个线程内存使用分布
mysql> select * from information_schema.thread_memory_info;
+-----------+----------------------------------------------+-------------+
| thread_id | type | memory_used |
+-----------+----------------------------------------------+-------------+
| 1 | libmysql/MYSQL_STMT:mem_root | 0 |
| 1 | libmysql/MYSQL_STMT:result::alloc | 0 |
| 1 | sql/NET::buff | 16400 |
| 1 | sql/Protocol_local::m_rset_root | 0 |
| 1 | sql/TABLE | 0 |
| 1 | mysys/my_dir | 0 |
| 1 | sql/TABLE::sort.io_cache | 0 |
| 1 | sql/THD::main_mem_root | 0 |
| 1 | sql/THD::transaction::mem_root | 0 |
| 1 | sql/THD::debug_sync_control | 0 |
| 1 | sql/debug_sync_control::debug_sync_action | 0 |
| 1 | sql/Filesort_info::addonbuf | 0 |
| 1 | sql/Filesort_info::record_pointers | 0 |
| 1 | sql/SORTPARAM::tmp_buffer | 0 |
| 1 | sql/SORT_ADDON_FIELD | 0 |
| 1 | sql/user_var_entry | 0 |
| 1 | mysys/IO_CACHE | 0 |
| 1 | mysys/TREE | 0 |
| 1 | mysys/DYNAMIC_ARRAY | 264 |
| 1 | sql/QUICK_RANGE_SELECT::alloc | 0 |
| 1 | sql/QUICK_INDEX_MERGE_SELECT::alloc | 0 |
| 1 | sql/QUICK_INDEX_MERGE_SELECT::alloc | 0 |
| 1 | sql/QUICK_ROR_INTERSECT_SELECT::alloc | 0 |
| 1 | sql/QUICK_ROR_UNION_SELECT::alloc | 0 |
| 1 | sql/QUICK_GROUP_MIN_MAX_SELECT::alloc | 0 |
| 1 | sql/SQL_SELECT::test_quick_select:alloc | 0 |
| 1 | sql/prune_partitions::exec | 0 |
| 1 | sql/READ_RECORD::cache | 0 |
| 1 | sql/table_mapping::m_mem_root | 0 |
| 1 | sql/Locked_tables_list::m_locked_tables_root | 0 |
| 1 | sql/Warning_info::m_warn_root | 1048 |
| 1 | sql/READ_INFO | 0 |
| 1 | sql/Prepared_statement::main_mem_root | 0 |
| 1 | sql/JOIN_CACHE | 0 |
| 1 | sql/TABLE_SHARE::mem_root | 0 |
| 1 | sql/LOG_EVENT | 0 |
| 1 | sql/QUICK_RANGE_SELECT::multi_range | 0 |
| 1 | sql/QUICK_RANGE_SELECT::multi_range_buff | 0 |
| 1 | sql/table_def | 0 |
| 1 | sql/THD::handler_tables_hash | 0 |
| 1 | sql/hash_index_key_buffer | 0 |
| 1 | sql/ignore_db | 0 |
| 1 | sql/sql_acl_mem | 0 |
| 1 | sql/sql_acl_memx | 0 |
| 1 | sql/servers | 0 |
| 1 | sql/MYSQL_LOCK | 0 |
| 1 | sql/KEY_CACHE | 0 |
| 1 | sql/Unique::sort_buffer | 0 |
| 1 | sql/Unique::merge_buffer | 0 |
| 1 | sql/frm | 0 |
| 1 | sql/Query_cache | 0 |
| 1 | sql/bision_stack | 0 |
| 1 | sql/user_conn | 0 |
| 1 | sql/THD::variables | 0 |
| 1 | sql/global_system_variables | 0 |
| 1 | sql/sercurity_context | 0 |
| 1 | sql/sp_head::main_mem_root | 0 |
| 1 | sql/sp_head::execute_mem_root | 0 |
| 1 | sql/sp_head::call_mem_root | 0 |
+-----------+----------------------------------------------+-------------+
59 rows in set (0.04 sec)
实现
1 mysql层的封装的内存分配与释放的接口如下：
my_malloc, my_realloc,my_free
分别对应底层接口alloc,realloc,free.而calloc在mysql层没有调用过，这里可以忽略掉。
内存统计实现的方法是在内存分配时增加计数统计，在内存释放是减少计数统计。
为了实现内存的分类统计，内存的线程级别的监控。在内存分配时需要额外存储以下3条信息：
1) 内存分配的大小，在内存释放时减少内存计数大小。
2) 当前线程分配的内存是否是线程私有的，以区分公有内存，相对准确统计线程占用的内存大小。
3) 内存的类别，实现的内存的分类统计。
2 内存额外信息的来源
内存分配接口my_malloc, my_realloc都有参数my_flags用于存储一些标记信息。在这里上述的第2和3条信息都存储在my_flags中，在内存分配接口调用时指定。而第1条内存大小，原有接口就有。
1) 标示当前线程分配的内存是否是线程私有的。MY_THREAD_SPECIFIC标记是否是线程私有的线程，MY_THREAD_MOVE 标示内存是否在线程之间移动，只有在my_realloc时发生，目前这种情况还没有出现。
MY_THREAD_SPECIFIC 0x10000
MY_THREAD_MOVE 0x20000
2) 内存的类别，由enum memory_stat_type 定义，从0开始至MST_END。
为了将内存的类别存储在my_flags中，需要将类别值进行移位处理
#define SET_MEM_TYPE(v) ((v) << 18)
3 内存额外信息的存储
内存分配时额外分配MALLOC_PREFIX_SIZE大小的内存，用于存储内存额外信息，并且位于内存头部。
#define MALLOC_PREFIX_SIZE (sizeof(double))
GET_MEM_FLAG从my_flags中取出第2和3条信息。
#define GET_MEM_FLAG(v) ((v) >> 16)
MALLOC_STORE_SIZE将内存额外信息存储在内存头部ALLOC_PREFIX_SIZE大小的内存中。
这样内存释放时可以从内存头部取出这3条信息，来减少相应的内存统计计数。
4 主要接口和数据结构
1）global_status_var.memory_used mysql层占用内存总大小
2）show_mem_array mysql层内存使用分类大小数组
3) THD::status_var.memory_used 线程占用内存大小
4）THD::mem_used 每个线程使用的内存分类大小数组
5) my_malloc_size_cb_func 增加和减少内存统计计数总入口。
6) mysqld_list_memory： show memory 显示mysql层内存使用分类大小
兼容性
information_schema.processlist 增加了一列MEMORY_USED
新增information_schema.thread_memory_info表
上述变动对升级没有影响。
参考
mysql5.7 http://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/memory-summary-tables.html
mariadb https://mariadb.atlassian.net/browse/MDEV-4011
【附】
1 目前内存分的类别还不完善，只列了一些主要的分类。
2 虽然内存统计计数使用无锁算法，但还是会影响性能，待评估。
