16K atomic write - ApsaraDB RDS: Central de Documentação do Alibaba Cloud

Informações básicas

A unidade mínima de leitura e gravação de dados no mecanismo MySQL InnoDB é uma página (geralmente com tamanho de 16 KB), mas a unidade mínima de E/S de um sistema de arquivos costuma ser de 4 KB. Ao gravar uma página de dados em disco, condições extremas, como quedas de energia, podem fazer com que algumas páginas do InnoDB sejam gravadas de forma incompleta. Por isso, o InnoDB introduziu o mecanismo de doublewrite para garantir a atomicidade das páginas de dados e evitar erros de gravação parcial. Quando o InnoDB precisa liberar páginas sujas (dirty pages), os dados são gravados no buffer de doublewrite. Se esse buffer estiver cheio, a thread responsável pela liberação só poderá ser executada novamente após o lote anterior de dados ser gravado no disco. Cada operação de liberação envolve duas operações de gravação, o que aumenta o consumo de recursos de E/S do disco.

Na maioria dos casos, a E/S do disco pode se tornar um gargalo de desempenho para aplicações com uso intensivo de gravação. O mecanismo de doublewrite do InnoDB aumenta significativamente o consumo de recursos de largura de banda e afeta o desempenho da sua instância ApsaraDB RDS for MySQL.

Visão geral do recurso

O ApsaraDB RDS for MySQL oferece suporte à gravação atômica de 16K ponta a ponta. Ao habilitar o recurso de gravação atômica de 16K, a atomicidade de cada gravação de página de dados é garantida, permitindo desabilitar com segurança o mecanismo de doublewrite do InnoDB. Isso reduz o número de operações de E/S de gravação, simplifica as operações de liberação e diminui significativamente os IOPS e a largura de banda necessários para gravar dados no disco, melhorando o desempenho de gravação da sua instância RDS.

Após habilitar o recurso de gravação atômica de 16K, as consultas por segundo (QPS) aumentam pelo menos 40%. Para mais informações, consulte Performance Testing.

Pré-requisitos

Sua instância deve executar o MySQL 5.7, 8.0 ou 8.4.
Tipo de armazenamento: A instância RDS deve usar SSDs padrão ou discos de alto desempenho.

Faturamento

O recurso de gravação atômica de 16K é gratuito. Não há cobrança ao habilitar ou desabilitar esse recurso.

Precauções

Ao habilitar ou desabilitar o recurso de gravação atômica de 16K, sua instância RDS será reiniciada. Proceda com cautela.
Se você habilitar o recurso de gravação atômica de 16K em uma instância primária, não será possível desabilitá-lo nas instâncias somente leitura associadas, evitando atrasos de replicação causados por inconsistência de desempenho.
Ao criar uma instância somente leitura ou restaurar dados de um backup, a configuração de gravação atômica de 16K é herdada da instância de origem.

Gerenciar gravação atômica de 16K

Importante

Para melhorar o desempenho da instância e a experiência do usuário, as instâncias que atendem aos prerequisites para habilitar o recurso de gravação atômica de 16K e às condições abaixo já possuem esse recurso habilitado por padrão:

Novas instâncias: instâncias adquiridas no console do ApsaraDB RDS em ou após 14 de maio de 2025.
Instâncias YiTian RDS existentes: instâncias cuja product type não foi alterada.

Instâncias padrão existentes não oferecem suporte ao recurso de gravação atômica de 16K.

É possível habilitar ou desabilitar manualmente o recurso de gravação atômica de 16K no console para instâncias compatíveis.

Acesse a lista de instâncias do ApsaraDB RDS, selecione uma região e clique no ID da instância desejada.
Na página Basic Information, clique no interruptor de gravação atômica de 16K para habilitar ou desabilitar o recurso.

Teste de desempenho

Preparação do teste

Recursos e métodos de teste: Este teste executa operações de gravação de dados em tipos de instância de uso geral e dedicada, em instâncias de alta disponibilidade com discos de alto desempenho, para observar as diferenças de desempenho antes e depois de habilitar o recurso de gravação atômica de 16K.

Edição

Tipo de armazenamento

Família de instâncias

Tipo de instância

CPU e memória

Alta disponibilidade

Disco de alto desempenho

Uso geral

mysql.n2.large.2c

4 núcleos, 8 GB

Alta disponibilidade

Disco de alto desempenho

Dedicada

mysql.x2.large.2c

4 núcleos, 8 GB

Instalação da ferramenta de teste: Este exemplo mostra como instalar o Sysbench em um sistema CentOS. Execute os comandos abaixo para realizar a instalação. Para mais detalhes, consulte a documentação oficial do Sysbench.
```
git clone https://github.com/akopytov/sysbench.git
cd sysbench
git checkout 0.5

yum -y install make automake libtool pkgconfig libaio-devel
yum -y install mariadb-devel

./autogen.sh
./configure
make -j
make install
 
```

Preparação dos dados de teste: 300 GB de dados (30 tabelas, 40 milhões de linhas por tabela).

sysbench oltp_write_only --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 prepare

A tabela a seguir descreve os parâmetros envolvidos no teste de desempenho.

Parâmetro

Descrição

tables

Quantidade de tabelas. Neste exemplo, são utilizadas 30 tabelas.

table_size

Número de linhas em cada tabela. Neste exemplo, cada tabela contém 40 milhões de linhas.

rand-type

Tipo de distribuição dos números aleatórios. Neste exemplo, utiliza-se "special".

rand-spec-pct

Percentual de números aleatórios especiais considerados valores especiais. Neste exemplo, usa-se 15%.

threads

Quantidade de threads simultâneas. Neste exemplo, o valor definido é 64.

time

Duração do teste, em segundos. Neste exemplo, o valor é 100.

Testar desempenho de gravação

Execute o comando a seguir na instância de teste para comparar o desempenho de QPS com o recurso de gravação atômica de 16K habilitado e desabilitado.

sysbench oltp_write_only --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 run

Resultados do teste

Resultados do teste de gravação atômica de 16K

A figura a seguir apresenta os resultados do teste para a instância RDS padrão que executa o RDS High-availability Edition e utiliza um tipo de instância de uso geral com 4 núcleos e 8 GB de memória:

Com o recurso de gravação atômica de 16K habilitado (laranja), o QPS aumenta 48%.
A imagem abaixo exibe os resultados do teste para a instância RDS padrão que executa o RDS High-availability Edition e utiliza um tipo de instância dedicada com 4 núcleos e 8 GB de memória:

Ao habilitar o recurso de gravação atômica de 16K (laranja), observa-se um aumento de 47% no QPS.

Resultados do teste de gravação atômica de 16K + Buffer Pool Extension (BPE)

Nota

Para mais informações sobre o recurso Buffer Pool Extension (BPE) em discos de alto desempenho, consulte Buffer Pool Extension (BPE) feature.

O gráfico a seguir ilustra os resultados do teste para a instância RDS padrão que executa o RDS High-availability Edition e utiliza um tipo de instância de uso geral com 4 núcleos e 8 GB de memória:

Quando os recursos de gravação atômica de 16K e Buffer Pool Extension (BPE) estão habilitados (laranja), o QPS aumenta 93%.

ApsaraDB RDS:16K atomic write