ApsaraDB RDS:Fast query cache

Mengapa tidak menggunakan query cache asli MySQL?

Query cache asli MySQL menggunakan kunci global (global lock) pada semua operasi cache. Dalam kondisi konkurensi tinggi, kunci ini menjadi bottleneck: penambahan core CPU justru dapat mengurangi QPS alih-alih meningkatkannya. Manajemen memori yang buruk memperparah masalah ini — fragmentasi menumpuk, proses reclamation lambat, dan rasio hit cache rendah menyebabkan degradasi performa signifikan. Masalah-masalah ini mendorong MySQL untuk sepenuhnya menghapus query cache asli di MySQL 8.0 dan menonaktifkannya secara default di versi sebelumnya.

Bagaimana Fast Query Cache mengatasi masalah tersebut

Alibaba Cloud mendesain ulang query cache dari awal:

Parameter

Langkah-langkah

Karena Fast Query Cache mengonsumsi memori tambahan, konfigurasi ulang innodb_buffer_pool_size terlebih dahulu untuk membebaskan ruang:

1. Kurangi innodb_buffer_pool_size menjadi 90% dari nilai saat ini. Memori 10% yang Anda bebaskan akan tersedia untuk query cache. Misalnya, jika nilai saat ini adalah {DBInstanceClassMemory*7/10}, atur menjadi {DBInstanceClassMemory*63/100}. Untuk detailnya, lihat Ubah ukuran InnoDB buffer pool.

2. Atur query_cache_size berdasarkan workload Anda. Untuk detail cara memodifikasi parameter, lihat Modifikasi parameter instans.

   • Jika Anda mengetahui ukuran set hasil: atur query_cache_size menjadi 20% dari ukuran set hasil.

   • Jika Anda tidak mengetahui ukuran set hasil: atur query_cache_size menjadi 10% of `innodb_buffer_pool_size`.

   Penting

   Saat Anda mengubah ukuran instans RDS, query_cache_size tidak diskalakan secara otomatis. Konfigurasi ulang segera setelah perubahan spesifikasi diterapkan.

3. Atur query_cache_type ke 1 untuk mengaktifkan Fast Query Cache. Untuk detailnya, lihat Modifikasi parameter instans.

Pengujian pada tingkat session

Sebelum mengubah konfigurasi global, uji Fast Query Cache pada satu koneksi tanpa memengaruhi pengguna lain:

-- Aktifkan Fast Query Cache hanya untuk session ini
SET SESSION query_cache_type = 1;

-- Nonaktifkan Fast Query Cache hanya untuk session ini
SET SESSION query_cache_type = 0;

Workload baca all-hit (rasio hit cache 100%, cache 512 MB)

Menggunakan skrip oltp_point_select dengan pernyataan POINT SELECT pada primary key.

Tabel 1. QPS untuk kueri baca dengan rasio hit cache 100%

Saat konkurensi meningkat, QPS query cache asli MySQL turun tajam — hingga 43% pada 64 thread. QPS Fast Query Cache terus meningkat, melebihi QC-OFF hingga 127% pada 1.024 thread.

Workload baca dengan rasio hit tinggi (>80% rasio hit cache, cache 512 MB)

Menggunakan skrip oltp_read_only dengan kueri range yang mengembalikan beberapa record.

Tabel 2. QPS untuk kueri baca dengan rasio hit cache lebih dari 80%

QPS Fast Query Cache terus meningkat seiring konkurensi dan mencapai puncak lebih dari 124% di atas QC-OFF. Query cache asli MySQL mengalami degradasi hingga 22% di bawah QC-OFF pada konkurensi tinggi.

Workload baca dengan rasio hit rendah (~10% rasio hit cache, cache 16 MB)

Menggunakan skrip oltp_read_only. Cache 16 MB jauh lebih kecil daripada set data, menyebabkan eviksi sering dan rasio hit mendekati 10%.

Tabel 3. QPS untuk kueri baca dengan rasio hit cache sekitar 10%

Query cache asli MySQL kehilangan hingga 48% QPS dalam kondisi rasio hit rendah. Fast Query Cache tetap berada dalam rentang 1–4% dari QC-OFF, hampir tidak menambah overhead meskipun cache sebagian besar tidak terpakai.

Workload campuran baca/tulis

Menggunakan skrip oltp_read_write dengan pembaruan tabel yang sering sehingga terus-menerus membatalkan entri cache.

Tabel 4. QPS untuk kueri baca dan tulis

Fast Query Cache mengurangi QPS paling banyak 2,17% pada workload campuran baca/tulis — mekanisme invalidasi inkremental menjaga overhead pemeliharaan cache tetap rendah bahkan di bawah beban tulis konstan.

Gunakan Fast Query Cache ketika

• Workload Anda bersifat intensif baca dengan frekuensi tulis rendah — misalnya, halaman detail produk e-commerce atau kueri pelaporan.

• Anda ingin meng-cache tabel tertentu dengan rasio baca/tulis tinggi. Periksa tabel TABLE_STATISTICS untuk mengidentifikasi tabel-tabel tersebut, lalu gunakan kata kunci SQL_CACHE dengan query_cache_type = 2 untuk hanya meng-cache kueri tersebut. Untuk detail cara mengakses TABLE_STATISTICS, lihat Performance Insight.

Sebelum mengaktifkan Fast Query Cache secara global, periksa rasio hit InnoDB Buffer Pool Anda:

SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Innodb_buffer_pool_reads';
SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Innodb_buffer_pool_read_requests';

Rasio hit = 1 - (Innodb_buffer_pool_reads / Innodb_buffer_pool_read_requests)

Jika rasio hit InnoDB Buffer Pool di bawah 80%, kolam buffer sudah mengalami tekanan memori. Mengaktifkan Fast Query Cache dalam kondisi ini — yang memerlukan pengurangan innodb_buffer_pool_size — kemungkinan besar akan merusak performa. Tingkatkan memori instans atau optimalkan kueri sebelum mengaktifkan cache.

Hindari Fast Query Cache ketika

• Workload intensif tulis: Tulis yang sering menyebabkan invalidasi cache konstan, menambah overhead dengan manfaat caching minimal. Untuk sistem transaksi berfrekuensi tinggi, pertahankan query_cache_type = 0.

• Kebutuhan data Real-time: Hasil cache mungkin tertinggal dari data terkini. Untuk kasus penggunaan seperti data pasar keuangan di mana pembacaan usang tidak dapat diterima, nonaktifkan cache atau gunakan SQL_NO_CACHE per kueri.

Pilih nilai query_cache_type yang tepat

query_cache_type mendukung perubahan tingkat session, sehingga Anda dapat menyesuaikan perilaku caching per koneksi tanpa mengubah pengaturan global:

SET SESSION query_cache_type = 1;  -- aktifkan untuk session ini
SET SESSION query_cache_type = 0;  -- nonaktifkan untuk session ini