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作者：柯三

鏈接：juejin.im/post/5e0443ae6fb9a0162277a2c3

送分題

面試官：有操作過Linux嗎?

我：有的呀

面試官：我想查看內(nèi)存的使用情況該用什么命令

我：free 或者 top

面試官：那你說一下用free命令都可以看到啥信息

我：那，如下圖所示可以看到內(nèi)存以及緩存的使用情況

total 總內(nèi)存
used 已用內(nèi)存
free 空閑內(nèi)存
buff/cache 已使用的緩存
avaiable 可用內(nèi)存

面試官：那你知道怎么清理已使用的緩存嗎(buff/cache)

我：em... 不知道

面試官：sync; echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches就可以清理buff/cache了，你說說我在線上執(zhí)行這條命令做好不好?

我：(送分題,內(nèi)心大喜)好處大大的有，清理出緩存我們就有更多可用的內(nèi)存空間, 就跟pc上面xx衛(wèi)士的小火箭一樣，點(diǎn)一下，就釋放出好多的內(nèi)存

面試官：em...., 回去等通知吧

再談SQL Join

面試官：換個(gè)話題，談?wù)勀銓?duì)join的理解

我：好的（再答錯(cuò)就徹底完了,把握住機(jī)會(huì))

回顧

SQL中的join可以根據(jù)某些條件把指定的表給結(jié)合起來并將數(shù)據(jù)返回給客戶端

join的方式有：5 種

inner join 內(nèi)連接

left join 左連接

right join 右連接

full join 全連接

以上圖片源：https://www.cnblogs.com/reaptomorrow-flydream/p/8145610.html

面試官：在項(xiàng)目開發(fā)中如果需要使用join語句，如何優(yōu)化提升性能?

我：分為兩種情況，數(shù)據(jù)規(guī)模小的，數(shù)據(jù)規(guī)模大的。

面試官: 然后?

我：對(duì)于

數(shù)據(jù)規(guī)模較小 全部干進(jìn)內(nèi)存就完事了嗷
數(shù)據(jù)規(guī)模較大

可以通過增加索引來優(yōu)化join語句的執(zhí)行速度可以通過冗余信息來減少join的次數(shù) 盡量減少表連接的次數(shù)，一個(gè)SQL語句表連接的次數(shù)不要超過5次

面試官：可以總結(jié)為join語句是相對(duì)比較耗費(fèi)性能，對(duì)嗎？

我：是的

面試官: 為什么?

緩沖區(qū)

我: 在執(zhí)行join語句的時(shí)候必然要有一個(gè)比較的過程

面試官: 是的

我：逐條比較兩個(gè)表的語句是比較慢的，因此我們可以把兩個(gè)表中數(shù)據(jù)依次讀進(jìn)一個(gè)內(nèi)存塊中, 以MySQL的InnoDB引擎為例，使用以下語句我們必然可以查到相關(guān)的內(nèi)存區(qū)域show variables like '%buffer%'

如下圖所示join_buffer_size的大小將會(huì)影響我們join語句的執(zhí)行性能

面試官: 除此之外呢?

一個(gè)大前提

我：任何項(xiàng)目終究要上線，不可避免的要產(chǎn)生數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的規(guī)模又不可能太小

面試官: 是這樣的

我：大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)最終要保存到硬盤上,并且以文件的形式進(jìn)行存儲(chǔ)。

以MySQL的InnoDB引擎為例

InnoDB以頁(page)為基本的IO單位，每個(gè)頁的大小為16KB
InnoDB會(huì)為每個(gè)表創(chuàng)建用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的.ibd文件

驗(yàn)證

我：這意味著我們有多少表要連接就需要讀多少個(gè)文件，雖然可以利用索引，但還是免不了頻繁的移動(dòng)硬盤的磁頭

面試官：也就是說頻繁的移動(dòng)磁頭會(huì)影響性能對(duì)吧

我：是的，現(xiàn)在的開源框架不都喜歡說自己通過順序讀寫大大的提升了性能嗎，比如hbase、kafka

面試官：說的沒錯(cuò)，那你認(rèn)為Linux有對(duì)此做出優(yōu)化嗎?提示，你可以再執(zhí)行一次free命令看一下

我：奇怪緩存怎么占用了1.2G多

圖片來源：https://www.linuxatemyram.com/

面試官: 你有沒有想過

buff/cache 里面存的是什么,？
為什么buff/cache 占了那么多內(nèi)存，可用內(nèi)存即availlable還有1.1G？
為什么你可以通過兩條命令來清理buff/cache占用的內(nèi)存，而想要釋放used只能通過結(jié)束進(jìn)程來實(shí)現(xiàn)?

品，你細(xì)品

思考了幾分鐘后

我：這么隨便就釋放了buff/cache所占用的內(nèi)存，說明它就不重要, 清除它不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響

面試官: 不完全對(duì)

我：難道是？想起來《CSAPP》（深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）里面說過一句話

存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)的本質(zhì)是，每一層存儲(chǔ)設(shè)備都是較低一層設(shè)備的緩存

翻譯成人話，就是說Linux會(huì)把內(nèi)存當(dāng)作是硬盤的高速緩存

相關(guān)資料：http://tldp.org/LDP/sag/html/buffer-cache.html

面試官：現(xiàn)在知道那道送分題應(yīng)該怎么回答了吧

我：我....

Join算法

面試官：再給你個(gè)機(jī)會(huì)，如果讓你來實(shí)現(xiàn)Join算法你會(huì)怎么做?

我：無索引的話,嵌套循環(huán)就完事了嗷。有索引的話，則可以利用索引來提升性能.

面試官：說回join_buffer 你認(rèn)為join_buffer里面存儲(chǔ)的是什么?

我：在掃描過程中，數(shù)據(jù)庫會(huì)選擇一個(gè)表把他要返回以及需要進(jìn)行和其他表進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)放進(jìn)join_buffer

面試官：有索引的情況下是怎么處理的？

我：這個(gè)就比較簡(jiǎn)單了，直接讀取兩個(gè)表的索引樹進(jìn)行比較就完事了嗷，我這邊介紹一下無索引的處理方式

Nested Loop Join

嵌套循環(huán)，每次只讀取表中的一行數(shù)據(jù)，也就是說如果outerTable有10萬行數(shù)據(jù), innerTable有100行數(shù)據(jù)，需要讀取10000000次(假設(shè)這兩個(gè)表的文件沒有被操作系統(tǒng)給緩存到內(nèi)存, 我們稱之為冷數(shù)據(jù)表)

當(dāng)然現(xiàn)在沒啥數(shù)據(jù)庫引擎使用這種算法（太慢了)

Block nested loop

Block 塊，也就是說每次都會(huì)取一塊數(shù)據(jù)到內(nèi)存以減少I/O的開銷

當(dāng)沒有索引可以使用的時(shí)候，MySQL InnoDB 就會(huì)使用這種算法

考慮以下兩個(gè)表 t_a 和t_b

當(dāng)無法使用索引執(zhí)行join操作的時(shí)候，InnoDB會(huì)自動(dòng)使用Block nested loop 算法

總結(jié)

上學(xué)時(shí)，數(shù)據(jù)庫老師最喜歡考數(shù)據(jù)庫范式，直到上班才學(xué)會(huì)一切以性能為準(zhǔn)，能冗余就冗余，實(shí)在冗余不了的就join如果join真的影響到性能。試著調(diào)大你的join_buffer_size, 或者換固態(tài)硬盤。

參考資料

《深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》- 第6章存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)https://www.linuxatemyram.com/play.html 作者通過幾個(gè)例子來說明硬盤緩存對(duì)程序執(zhí)行性能的影響https://www.linuxatemyram.com/ Free參數(shù)的解釋https://www.thegeekdiary.com/how-to-clear-the-buffer-pagecache-disk-cache-under-linux/ 文章開頭送分題命令的解釋

https://juejin.im/book/5bffcbc9f265da614b11b731/section/5c061a4de51d451df113c10d MySQL 是怎樣運(yùn)行的：從根兒上理解 MySQL

https://mariadb.com/kb/en/block-based-join-algorithms/ 來自MariaDB官方文檔解釋了Block-Nested-Loop算法的實(shí)現(xiàn)

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為什么 SQL 語句不要過多的 join？

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