Query Cache（QC）
缓存完整的Select结果，当查询命中该缓存，MySQL会立刻返回结果，跳过解析、优化和执行阶段。
1、如何判断缓存命中
缓存存放在一个引用表中，通过哈希值引用。哈希值包括查询本身、待查数据库、客户端协议版本等可能影响返回结果的信息。
注：
- 当表被lock tables锁住时，仍可以通过查询缓存返回数据。
- 任何字符不同（包括空格、注释）都会导致缓存的不命中。
- 不会被缓存：①查询语句包含不确定数据（如函数now()、current_date()）；②不同用户返回不同结果current_user()、connection_id()）；③包含自定义函数、存储函数、用户变量、临时表、mysql中的系统表、包含列级别权限的表等等。
a）“如果查询中包含一个不确定的函数，MySQL则不会检查查询缓存”？
错误。MySQL检查查询缓存时，仅仅检测SQL语句是否以sel（大小写不敏感）开头，还没有解析SQL语句。
b）“如果查询语句中包含任何不确定函数，则查询缓存中是找不到缓存结果的”
正解。即使执行了，结果也不会放在查询缓存中。
MySQL只要发现不能被缓存的部分，将禁止此查询被缓存。
如果查询中带有current_date，最好直接写死'2016-01-25'，
缺点：
- 打开查询缓存会对读写操作带来额外的消耗；
- 读查询开始前必须检查是否命中；
- 如果读查询可被缓存但还未被缓存，会将其结果存入查询缓存（额外消耗）；
- 写数据时，对应表所有缓存都失效，如果查询缓存非常大或碎片很多，将带来大量系统消耗。
- 查询缓存加锁排他。
查询缓存完全存储于内存中，MySQL自行管理这块内存。
- 服务器启动；
- 初始化查询缓存所需内存；（此内存池是一个完整的空闲块，大小为配置的查询缓存大小减去维护查询缓存数据结构所需空间<约40K>）
- 查询结果若需要缓存，MySQL从缓存池申请一个数据块用于存储，该块大于参数query_cache_min_res_unit，即使查询结果远小于query_cache_min_res_unit。【查询开始返回结果就分配空间，无法预估查询结果的大小，So无法为每个查询结果精确分配大小合适的缓存空间】
- 缓存时，MySQL优先选择尽可能小的数据块，若该块空间不够，将申请新的尽可能小的数据块；（亦可能选择较大的，此不深究）；若该块有剩余，MySQL将其释放，并放入空闲部分。
Note：
- 分配数据块需先锁住空间块，再找到合适大小，so相对耗时，MySQL尽量避免。
- 碎片：若平均查询结果非常小，服务器并发地向两个连接返回结果。返回结果后MySQL回收剩余数据块时，发现回收的块小于query_cache_min_res_unit，不能直接在后续的内存块中分配使用，即产生碎片。
如何减少碎片呢？
完全避免是不可能的，选择合适的query_cache_min_res_unit可平衡每个数据块的大小和每次存储结果时内存申请的次数。（太小导致频繁申请，太大导致大量碎片）实际消耗（query_cache_size -
Qcache_free_memory）除以Qcache_queries_in_cache计算单各查询的平均缓存大小。最糟糕时，任何两个数据块间都有一个非常小的空闲块，此时Qcache_free_blocks恰好达到Qcache_total_blocks / 2，碎片问题很严重。
可通过query_cache_limit限制可缓存的最大查询结果以便减少大查询结果的缓存，从而减少碎片。
3、何时应该使用查询缓存
缓存和失效都会带来额外的消耗，So当缓存带来的资源节约大于其本身的资源消耗才推荐使用。
- 命中率：Qcache_hits / (Qcache_hits+Com_select)（核心，但难判断且不直观）
- 消耗大量资源的查询；（如汇总计算count等；多表join再排序分页，查询消耗巨大但返回结果集小）
- 相关表update、delete、insert 比 select少很多；
- 数据的访问频率非常高，或者访问频率不高，但是它的生存周期很长。
- 命中和写入比率：Qcache_hits / Qcache_inserts（通常3:1即可，10:1更佳）
如何 分析和配置 查询缓存
show variables like '%query_cache%';
+------------------------------+---------+
| Variable_name | Value |
+------------------------------+---------+
| have_query_cache | YES |
| query_cache_limit | 1048576 |
| query_cache_min_res_unit | 4096 |
| query_cache_size | 599040 |
| query_cache_type | ON |
| query_cache_wlock_invalidate | OFF |
+------------------------------+---------+
（1）query_cache_type有3个值 ：
a、0或off，代表关闭
b、1或on，代表开启
在on模式下，如果你不想使用缓存，需要通过sql_no_cache关键词来显示的指明，
如select sql_no_cache id,name from tableName;
c、2 或demand，按需要是否开启缓存。
当sql语句中有SQL_CACHE关键词时才缓存，
如：select SQL_CACHE user_name from users where user_id = '100';
无论哪种模式下，当sql中使用了mysql函数时，都不会缓存。
（2）query_cache_size表示分配给查询缓存的总内存大小，该值并非越大越好，需要结合实际情况设置。
（3）query_cache_limit 单次查询结果大于这个值，则不再缓存。该值默认是1048576，即1M。
（4）query_cache_min_res_unit 分配的最小缓存块大小，默认是4KB，设置该值大，对大数据查询有好处，但如果你的查询都是小数据查询，就容易造成内存碎片和浪费。
（5）query_cache_wlock_invaliate 默认为OFF，可以读取已锁定的表的缓存数据。
缓存功效实践：
①测试数据：MySQL自带数据库sakila.rental
②测试SQL：
a）SELECT COUNT(*)FROM sakila.rental;
b）SELECT
rental_date FROM sakila.rental WHERE rental_date>'2005-08-20
21:35:58';
时间对比如下：
耗时分别为：navicat和【黑屏】，黑屏时间保留两位小数（0.01 s）
|
耗时ms
|
开启缓存
(首次执行)
|
开启缓存
(多次平均)
|
关闭缓存
(首次执行)
|
关闭缓存
(多次平均)
|
|
a
|
36【10】
|
0【0】
|
8【30】
|
3【10】
|
|
b
|
9【10】
|
1【0】
|
9【10】
|
2【0】
|
- 关闭缓存后重启MySQL：net stop/start mysql57
- 一定要先关闭缓存，不能在运行时设置参数关闭。
-
C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server 5.7\my.ini文件：query_cache_type=0，query_cache_size=0
总结：
- 开启缓存是要消耗资源的；
- 多次执行相同查询，开启缓存效果更佳；
疑问：
- 关闭缓存后，首次执行虽比开启缓存节省时间，但依旧比多次平均执行耗时。
- 执行a语句时，黑屏总比navicat耗时？
关闭缓存后，第一次查询很慢，后面很快？
①缓存禁用了，第一次查时数据从硬盘加载到内存，再连续查速度变快。 由于内存有限，一会儿后数据从内存清除，当然再查就慢了。
②禁用缓存，仅是禁止了SQL语句重新分析和数据读取，但如果有些表，索引已经打开或者加载到内存中，则在内存无其它冲突请求时仍然有效。 因此会速度快于第一次。
常用命令：
- 碎片整理：flush query cache【将所有查询缓存重新排序，并将所有空闲空间聚集起来】
- 清空缓存：reset query cache【加锁访问所有查询缓存，此期间其他连接无法访问查询缓存，从而导致服务器僵死，so尽量使查询缓存空间较小，控制服务器僵死在非常短的时间内】