針對MySQL在高並發環境下寫入BLOB（二進位大對象）時常見的鎖競爭和Redo日誌瓶頸，PolarDB通過核心級最佳化，有效解決了BLOB寫入過程中的鎖爭用、I/O壓力及空間管理等問題，顯著提升了DML和DDL操作的效能，確保您的業務在高並發情境下穩定高效地運行。
功能簡介
BLOB（Binary Large Object）是資料庫中用於儲存圖片、文檔、長文本等大尺寸資料的欄位類型。在原生MySQL InnoDB引擎中，當資料行中的BLOB欄位超過特定大小時，會將其儲存在獨立的外部資料頁（Off-Page）中。這種機制雖然能處理巨量資料，但也帶來了三大效能挑戰：
並發寫入瓶頸：更新外部頁時會觸發悲觀鎖，導致同一時間內單表只允許一個線程執行BLOB寫入，嚴重限制了並發能力。
I/O壓力劇增：大欄位會產生體積龐大的Redo日誌，如果磁碟I/O能力不足，日誌刷寫將成為瓶頸，阻塞前台寫入。
空間回收延遲：舊版本BLOB資料的清理（Purge）效率不高，可能導致儲存空間膨脹和效能下降。
PolarDB的BLOB最佳化功能正是為瞭解決上述問題，它在不改變您使用習慣的前提下，從核心層面對BLOB的寫入、更新和回收全鏈路進行最佳化。
計費說明
BLOB效能最佳化功能均為PolarDB核心內建功能，不收取任何費用。
最佳化BLOB寫入效能
如果您在業務高峰期遇到BLOB表的寫入輸送量瓶頸、並發寫入時延高的問題，通常是由於寫入鎖競爭導致的。PolarDB提供了預分配頁和索引鎖（Latch）最佳化來解決此問題。
預分配頁最佳化
該最佳化將BLOB的寫入過程分解為以下幾個步驟：
計算並一次性批量申請好所需的全部資料頁。
在無鎖狀態下完成資料拷貝，將BLOB內容填充到新申請的頁中。
通過一次樂觀鎖操作，將產生的資料頁鏈表掛載到索引記錄上。
在整個寫入過程中，只有初始的空間申請階段是互斥的，其餘耗時較長的資料拷貝等操作均允許其他BLOB寫入並發進行。此外，由於資料拷貝是在非臨界區完成，系統可以避免因單次寫入產生大量Redo日誌而佔滿緩衝區、導致寫入被阻塞的風險。最終，該機制將全域鎖的持有時間降至最低，從而大幅提升了並發寫入能力。
索引鎖（Latch）最佳化
對於包含小尺寸（8 KB以下）或混合尺寸BLOB欄位的表，原生MySQL在更新時，常因索引頁結構變更（SMO）而過早地放棄樂觀鎖，退化為低效的悲觀鎖模式，嚴重影響並發效能。Latch最佳化通過在樂觀路徑下完成更多工作，解決了這一瓶頸。該最佳化按以下步驟工作：
保持樂觀路徑：當檢測到可能需要更新BLOB欄位時，最佳化邏輯並不會立即切換到悲觀鎖。它會繼續持有衝突機率更低的共用鎖定（S-latch），保持在樂觀更新路徑。
預先構建並嘗試更新：在樂觀路徑下，它會預先構建更新所需的BLOB資料結構，並嘗試直接對索引頁進行修改。
判斷與提交/回退：
成功：更新後的記錄能夠滿足當前索引頁的空間要求，操作便在樂觀路徑下快速完成。
失敗：例如頁面空間不足，最佳化會自動放棄本次嘗試，並無縫回退到原生MySQL的悲觀鎖路徑，由其完成整個更新操作，確保資料的一致性。
這種樂觀嘗試的機制，其核心優勢在於顯著提高了樂觀更新的成功率。它使得大量原本會退化為悲觀鎖的操作，能夠以更輕量、更高效的方式完成，從而大幅提升了在高並發下更新混合尺寸BLOB資料的吞吐能力。
開啟寫入最佳化
您可以前往PolarDB控制台的頁面來查看並修改以下參數來開啟最佳化：
參數 | 說明 | 支援版本 |
| 開啟或關閉BLOB預分配頁最佳化。 取值範圍：
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| 設定BLOB預分配頁最佳化中單個BLOB列的最大長度。 | |
| 開啟或關閉BLOB索引鎖（Latch）最佳化。 |
降低BLOB寫入的Redo日誌量
如果您的業務寫入大量BLOB資料，導致Redo日誌產生速度過快，成為系統I/O瓶頸，您可以通過開啟Redo壓縮功能來緩解壓力。
Redo壓縮是指在將BLOB相關的Redo日誌寫入日誌緩衝區（Log Buffer）之前，對其進行並行壓縮。這一過程能夠顯著減少Redo日誌的實際寫入量（根據測試效果平均減少40%-60%），從而降低儲存I/O的壓力，避免因Redo模組瓶頸對整體寫入效能產生影響。在資料庫進行崩潰恢複時，會自動解壓並應用這些日誌。
開啟Redo壓縮
您可以前往PolarDB控制台的頁面來查看並修改以下參數來開啟最佳化：
參數 | 說明 | 支援版本 |
| 設定BLOB的Redo的壓縮演算法。取值範圍：
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| 設定所選壓縮演算法的壓縮層級。 取值範圍：0～9，預設值為6。 |
加速刪除BLOB空間回收
若您在頻繁刪除或更新BLOB資料後，發現資料表空間回收緩慢、檔案持續膨脹，其根源在於原生MySQL的後台Purge進程效率低下。該進程在清理資料時，會先持有Index SX等核心鎖再讀取BLOB頁面。如果頁面不在記憶體中，就會在鎖的保護下觸發耗時的磁碟I/O操作，從而長時間阻塞表上的其他並行作業。PolarDB的Purge頁預讀取最佳化通過將I/O操作與加鎖過程分離，解決了這一瓶頸。該最佳化按以下步驟工作：
識別目標頁：在正式加鎖並開始清理之前，Purge進程會首先識別出需要回收的完整BLOB外部頁鏈表。
非同步預讀：發起非同步I/O請求，將那些尚未在記憶體中的目標頁面提前從磁碟載入到緩衝池（Buffer Pool）中。
快速清理：當所有頁面都已載入到記憶體後，Purge進程才會擷取
Index SX等核心鎖，並快速地執行純記憶體中的頁面釋放和中繼資料修改操作。
Purge頁預讀機制主要避免了在持有鎖的臨界區內發生任何磁碟I/O操作。通過將耗時最長的I/O操作前置，使得鎖的持有時間被縮短到僅剩快速的記憶體操作部分。這不僅提升了BLOB資料的回收效率，防止了空間膨脹，更重要的是減少了後台清理對前台業務（如高並發寫入）的阻塞，從而提升了整個資料庫的並發效能和穩定性。
開啟Purge預讀
您可以前往PolarDB控制台的頁面來查看並修改以下參數來開啟最佳化：
參數 | 說明 | 支援版本 |
| 開啟或關閉BLOB Purge過程中的頁預讀取最佳化。 取值範圍：
| 全版本支援。 |
提升DDL執行效率
如果您需要對包含大量BLOB資料的表執行DDL操作（如ALTER TABLE），並且耗時過長，可以通過開啟DDL相關的BLOB最佳化來大幅縮短操作時間。
預分配頁最佳化：由於BLOB欄位的溢出列會在主鍵上存在，因此在執行主表重建（rebuild）的DDL操作時，會涉及到BLOB欄位的寫入。預分配頁最佳化採用了一種更為直接和簡化的加鎖方式來寫入BLOB資料，從而避免了處理複雜並發衝突的開銷，顯著提升了重建效率。
Latch最佳化：由於並行DDL會將主鍵樹切分，多個背景工作執行緒不會操作同一個資料頁。該最佳化將分配新頁的操作獨立保護，使得其他動作可以並發執行，提升效率。
Redo最佳化：
頁面彙總：在批量載入（bulk load）資料時，不再為每條記錄產生Redo，而是在一個資料頁寫滿後，將整個頁面的變更作為一條大的Redo記錄寫入，提升Redo操作效率。
彙總壓縮：對上述彙總後的大塊Redo進行壓縮，進一步降低DDL過程中的Redo日誌量。
開啟DDL最佳化
您可以前往PolarDB控制台的頁面來查看並修改以下參數來開啟最佳化：
以下表格中部分參數暫不支援您手動修改。若您有相關需求，請提交工單聯絡我們處理。
參數 | 說明 | 支援版本 |
| 在DDL過程中是否開啟大欄位最佳化。取值範圍如下：
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| 在DDL過程中是否開啟索引鎖最佳化。取值範圍如下：
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| 在DDL批量載入時是否開啟Redo頁面彙總。取值範圍如下：
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| 設定DDL批量載入時的Redo壓縮演算法。取值範圍：
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| 設定DDL過程中Redo壓縮的應用目標。取值範圍：
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相關模組最佳化
在大輸送量的BLOB操作環境下，系統瓶頸也可能出現在其他模組。為了獲得更佳的效能，PolarDB同時結合其他最佳化措施：
並行Redo非同步寫入：將Redo Buffer中的資料分區，通過多個線程並發地發出非同步I/O任務，大幅提升Redo日誌的寫入吞吐能力（實測可達4 GB/s）。
檔案擴充最佳化：基於PolarDB的自研Distributed File System，資料表空間擴充操作僅需修改少量中繼資料，並去除了原生的檔案填0操作，使檔案擴充的耗時和鎖開銷不再成為瓶頸。
無鎖刷髒：採用Shadow Page技術，在刷髒頁時先構建記憶體副本，釋放頁鎖後再用副本進行I/O操作，避免了因刷髒持有頁鎖而阻塞寫入請求。
效能測試資料
以下資料顯示了開啟 BLOB最佳化後在DML和DDL情境下的效能提升。
DML效能 在高並發情境下，針對100 KB和200 KB行長的插入和更新，PolarDB的最佳化方案能帶來近3倍的效能提升。結合Redo壓縮後，效能可提升4-5倍。
DDL效能 對於一張40 GB的含BLOB欄位的表，開啟最佳化後，DDL寫入速率提升5-6倍，總耗時下降 84%。
