关于JDBC与MySQL临时表空间的深入解析
作者：爱可生云数据库
背景
临时表空间用来管理数据库排序操作以及用于存储临时表、中间排序结果等临时对象，相信大家在开发中经常会遇到相关的需求，下面本文将给大家详细JDBC与MySQL临时表空间的相关内容，分享出来供大家参考学习，下面话不多说了，来一起看看详细的介绍吧
应用 JDBC 连接参数采用 useCursorFetch=true，查询结果集存放在 mysqld 临时表空间中，导致ibtmp1 文件大小暴增到90多G，耗尽服务器磁盘空间。为了限制临时表空间的大小，设置了：
innodb_temp_data_file_path = ibtmp1:12M:autoextend:max:2G
问题描述
在限制了临时表空间后，当应用仍按以前的方式访问时，ibtmp1文件达到2G后，程序一直等待直到超时断开连接。 SHOW PROCESSLIST显示程序的连接线程为sleep状态，state和info信息为空。 这个对应用开发来说不太友好，程序等待超时之后要分析原因也缺少提示信息。
问题分析过程
为了分析问题，我们进行了以下测试
测试环境：
mysql：5.7.16
java：1.8u162
jdbc 驱动：5.1.36
OS：Red Hat 6.4
1.手工模拟临时表超过最大限制的场景
模拟以下环境：
ibtmp1:12M:autoextend:max:30M
将一张 500万行的 sbtest 表的 k 字段索引删除
运行一条 group by 的查询，产生的临时表大小超过限制后，会直接报错：
select sum(k) from sbtest1 group by k;
ERROR 1114 (HY000): The table '/tmp/#sql_60f1_0' is full
2.检查驱动对 mysql 的设置
我们上一步看到，sql 手工执行会返回错误，但是 jdbc 不返回错误，导致连接一直 sleep，怀疑是 mysql 驱动做了特殊设置，驱动连接 mysql，通过 general_log 查看做了哪些设置。未发现做特殊设置。
3.测试 JDBC 连接
问题的背景中有对JDBC做特殊配置：useCursorFetch=true，不知道是否与隐藏报错有关，接下来进行测试：
发现以下现象：
·加参数 useCursorFetch=true时，做同样的查询确实不会报错
这个参数是为了防止返回结果集过大而采用分段读取的方式。即程序下发一个 sql 给 mysql 后，会等 mysql 可以读结果的反馈，由于 mysql 在执行sql时，返回结果达到 ibtmp 上限后报错，但没有关闭该线程，该线程处理 sleep 状态，程序得不到反馈，会一直等，没有报错。如果 kill 这个线程，程序则会报错。
·不加参数 useCursorFetch=true时，做同样的查询则会报错
结论
1.正常情况下，sql 执行过程中临时表大小达到 ibtmp 上限后会报错；
2.当JDBC设置 useCursorFetch=true，sql 执行过程中临时表大小达到 ibtmp 上限后不会报错。
解决方案
进一步了解到使用 useCursorFetch=true 是为了防止查询结果集过大撑爆 jvm；
但是使用 useCursorFetch=true 又会导致普通查询也生成临时表，造成临时表空间过大的问题；
临时表空间过大的解决方案是限制 ibtmp1 的大小，然而 useCursorFetch=true 又导致JDBC不返回错误。
所以需要使用其它方法来达到相同的效果，且 sql 报错后程序也要相应的报错。除了 useCursorFetch=true 这种段读取的方式外，还可以使用流读取的方式。流读取程序详见附件部分。
·报错对比
·段读取方式，sql 报错后，程序不报错
·流读取方式，sql 报错后，程序会报错
·内存占用对比
这里对比了普通读取、段读取、流读取三种方式，初始内存占用 28M 左右：
·普通读取后，内存占用 100M 多
·段读取后，内存占用 60M 左右
·流读取后，内存占用 60M 左右
补充知识点
MySQL共享临时表空间知识点
MySQL 5.7在 temporary tablespace上做了改进，已经实现将 temporary tablespace 从 ibdata（共享表空间文件）中分离。并且可以重启重置大小，避免出现像以前 ibdata 过大难以释放的问题。
其参数为：innodb_temp_data_file_path
1.表现
MySQL启动时 datadir 下会创建一个 ibtmp1 文件，初始大小为 12M，默认值下会无限扩展：
通常来说，查询导致的临时表（如group by）如果超出 tmp_table_size、max_heap_table_size 大小限制则创建 innodb 磁盘临时表（MySQL5.7默认临时表引擎为 innodb），存放在共享临时表空间；
如果某个操作创建了一个大小为100 M的临时表，则临时表空间数据文件会扩展到 100M大小以满足临时表的需要。当删除临时表时，释放的空间可以重新用于新的临时表，但 ibtmp1 文件保持扩展大小。
2.查询视图
可查询共享临时表空间的使用情况：
SELECT FILE_NAME, TABLESPACE_NAME, ENGINE, INITIAL_SIZE, TOTAL_EXTENTS*EXTENT_SIZE AS TotalSizeBytes, DATA_FREE,MAXIMUM_SIZE FROM INFORMATION_SCHEMA.FILES WHERE TABLESPACE_NAME = 'innodb_temporary'\G
*************************** 1. row ***************************
FILE_NAME: /data/mysql5722/data/ibtmp1
TABLESPACE_NAME: innodb_temporary
ENGINE: InnoDB
INITIAL_SIZE: 12582912
TotalSizeBytes: 31457280
DATA_FREE: 27262976
MAXIMUM_SIZE: 31457280
1 row in set (0.00 sec)
3.回收方式
重启 MySQL 才能回收
4.限制大小
为防止临时数据文件变得过大，可以配置该 innodb_temp_data_file_path （需重启生效）选项以指定最大文件大小，当数据文件达到最大大小时，查询将返回错误：
innodb_temp_data_file_path=ibtmp1:12M:autoextend:max:2G
5. 临时表空间与 tmpdir 对比
共享临时表空间用于存储非压缩InnoDB临时表(non-compressed InnoDB temporary tables)、关系对象(related objects)、回滚段(rollback segment)等数据；
tmpdir 用于存放指定临时文件(temporary files)和临时表(temporary tables)，与共享临时表空间不同的是，tmpdir存储的是compressed InnoDB temporary tables。
可通过如下语句测试：
CREATE TEMPORARY TABLE compress_table (id int, name char(255)) ROW_FORMAT=COMPRESSED; CREATE TEMPORARY TABLE uncompress_table (id int, name char(255)) ;
附件
SimpleExample.java
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
import java.util.Properties;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
public class SimpleExample {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
Properties props = new Properties();
props.setProperty("user", "root");
props.setProperty("password", "root");
SimpleExample engine = new SimpleExample();
// engine.execute(props,"jdbc:mysql://10.186.24.31:3336/hucq?useSSL=false");
engine.execute(props,"jdbc:mysql://10.186.24.31:3336/hucq?useSSL=false&useCursorFetch=true");
}
final AtomicLong tmAl = new AtomicLong();
final String tableName="test";
public void execute(Properties props,String url) {
CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(1);
long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1; i++) {
TestThread insertThread = new TestThread(props,cdl, url);
Thread t = new Thread(insertThread);
t.start();
System.out.println("Test start");
}
try {
cdl.await();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("Test end,total cost:" + (end-start) + "ms");
} catch (Exception e) {
}
}
class TestThread implements Runnable {
Properties props;
private CountDownLatch countDownLatch;
String url;
public TestThread(Properties props,CountDownLatch cdl,String url) {
this.props = props;
this.countDownLatch = cdl;
this.url = url;
}
public void run() {
Connection connection = null;
PreparedStatement ps = null;
Statement st = null;
long start = System.currentTimeMillis();
try {
connection = DriverManager.getConnection(url,props);
connection.setAutoCommit(false);
st = connection.createStatement();
//st.setFetchSize(500);
st.setFetchSize(Integer.MIN_VALUE); //仅修改此处即可
ResultSet rstmp;
st.executeQuery("select sum(k) from sbtest1 group by k");
rstmp = st.getResultSet();
while(rstmp.next()){
}
} catch (Exception e) {
System.out.println(System.currentTimeMillis() - start);
System.out.println(new java.util.Date().toString());
e.printStackTrace();
} finally {
if (ps != null)
try {
ps.close();
} catch (SQLException e1) {
e1.printStackTrace();
}
if (connection != null)
try {
connection.close();
} catch (SQLException e1) {
e1.printStackTrace();
}
this.countDownLatch.countDown();
}
}
}
}
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对脚本之家的支持。