Binlog in Redo功能指在事务提交时将Binlog内容同步写入到Redo Log中,减少对磁盘的操作,提高数据库性能。

前提条件

实例版本为MySQL 8.0(内核小版本20200430或以上)。

背景信息

在MySQL关键业务场景中,为了业务数据的安全,事务提交时必须实时保存对应的Binlog和Redo Log,即以下两个参数必须同时设置为1:
sync_binlog = 1;
innodb_flush_log_at_trx_commit = 1;

由于每个事务提交会对磁盘进行两次I/O操作,虽然Binlog采用了Group Commit的方式合并I/O来提升效率,但两次I/O等待的本质没有改变,影响事务处理的效率,当使用云盘存储时,影响会更明显。I/O合并的效率是由同时提交的并发事务数量决定的,当并发量不够时I/O合并的效果也不理想,表现为少量的写操作事务提交时所需要的时间比较久,响应时间较长。

为了提高事务提交效率,AliSQL精心设计了Binlog in Redo机制(设置参数persist_binlog_to_redo = on开启),即在事务提交时将Binlog内容同步写入到Redo Log中。当事务提交时,只需要将Redo Log保存到磁盘中,从而减少一次对磁盘的操作,而Binlog文件则采用异步的方式,用单独的线程周期性的保存到磁盘中。在异常重启后,系统会用Redo Log中的Binlog内容来补齐Binlog文件。由于减少了一次I/O操作,性能得到了提升,响应时间变的更短,同时Binlog文件保存次数的减少,极大地降低了文件系统因文件长度实时变化带来的文件同步(fsync)压力,也提升了文件系统的性能。

Binlog in Redo功能不会改变Binlog的格式,基于Binlog的复制及第三方工具也不会受任何影响。

参数介绍

  • persist_binlog_to_redo

    Binlog in Redo功能开关。全局系统变量,取值:on或off。修改本参数立刻生效,不需要重启实例。

    说明 您只需要设置 persist_binlog_to_redo = on即可正常使用Binlog in Redo功能,不需要修改其他参数( sync_binlog = 1自动失效)。
  • sync_binlog_interval

    Binlog异步保存的间隔。全局系统变量,当persist_binlog_to_redo = on时生效。默认值:50,单位:毫秒(ms),通常使用默认值即可。修改本参数立刻生效,不需要重启实例。

性能压力测试

  • 测试环境
    • 应用服务器:阿里云ECS实例
    • RDS实例规格: 32核、64 GB内存、ESSD云盘
    • 实例类型:高可用版(数据复制方式为异步复制)
  • 测试用例

    使用的Sysbench内置用例如下:

    • oltp_update_non_index
    • oltp_insert
    • oltp_write_only
  • 测试结果
    • oltp_update_non_index

      开启Binlog in Redo后,QPS在低并发场景下提升显著,延迟也较低。

      oltp_update_non_index-QPSoltp_update_non_index-laterncy
    • oltp_insert

      开启Binlog in Redo后,QPS在低并发场景下提升显著,延迟也较低。

      oltp_insert-QPSoltp_insert-latency
    • oltp_write_only

      开启Binlog in Redo后,QPS在低并发场景下有所提升,延迟也较低。

      oltp_write_only-QPSoltp_write_only-latency
    • Binlog Fsync次数对比

      开启Binlog in Redo后,Binlog fsync的次数大幅降低。

      Binlog Fsync

测试总结

  • oltp_update_non_index和oltp_insert只包含单语句事务,事务提交次数多,而oltp_write_only包含多语句事务(2个UPDATE、1个DELETE、1个INSERT),相比oltp_update_non_index和oltp_insert,事务提交次数较少,所以oltp_update_non_index和oltp_insert的性能提升比oltp_write_only更为明显。
  • 在低于256并发时,Binlog in Redo功能可以明显提升性能和降低延迟。对绝大多数的实际使用场景来说,Binlog in Redo效果显著。
  • Binlog in Redo功能开启后会大幅降低Binlog fsync的次数,可以提升文件系统的性能。