转自：http://whitesock.javaeye.com/blog/811339
1 Overview
最近一篇关于MySQL HandlerSocket的blog吸引了不少人的注意，甚至MySQL Performance
Blog上也有关于HandlerSocket的性能评测。该blog中声称对于一个CPU bound而非IO bound的MySQL
Server（即绝大部分的数据可以从缓存中取得，例如InnoDB Buffer
Pool有接近100%的命中率），使用HandlerSocket可以将查询性能提升7.5倍。目前HandlerSocket已经被其作者应用到生产
环境，效果良好。笔者在昨天抽空安装并试用了一下HandlerSocket Plugin。
2 Installation
安装的过程基本顺利，不过可能是由于笔者是在MySQL 5.1.42+InnoDB Plugin 1.0.6上编译安装HandlerSocket的原因，编译HandlerSocket的过程中报如下错误：
configure: error: MySQL source version does not match MySQL binary
version
调查一下后发现是configure脚本没有能够找到MySQL source的版本。笔者调整了configure脚本，跳过了该检查。编译安装后会在MySQL的plugin目录中生成一个so文件。然后在MySQL中安装该plugin即可。
mysql> INSTALL PLUGIN handlersocket soname 'handlersocket.so';
mysql> show plugins;
+---------------------+----------+--------------------+---------------------+---------+
| Name | Status | Type | Library | License |
+---------------------+----------+--------------------+---------------------+---------+
| handlersocket | ACTIVE | DAEMON | handlersocket.so | BSD |
18 rows in set (0.00 sec)
3 Getting Started
首先创建一个测试用的表。
mysql> CREATE TABLE `user` (
`user_id` int(10) unsigned NOT NULL,
`user_name` varchar(50) DEFAULT NULL,
`user_email` varchar(255) DEFAULT NULL,
`created` datetime DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`user_id`),
KEY `INDEX_01` (`user_name`)
) ENGINE=InnoDB
mysql> insert into user values(1, "John", "john@test.com", CURRENT_TIMESTAMP);
mysql> insert into user values(2, "Kevin", "Kevin@test.com", CURRENT_TIMESTAMP);
mysql> insert into user values(3, "Dino", "Dino@test.com", CURRENT_TIMESTAMP);
接下来按照blog中的例子，编写如下perl脚本handlersocket.pl。
#!/usr/bin/perl
use strict;
use warnings;
use Net::HandlerSocket;
#1. establishing a connection
my $args = { host => 'localhost', port => 9998 };
my $hs = new Net::HandlerSocket($args);
#2. initializing an index so that we can use in main logics.
# MySQL tables will be opened here (if not opened)
my $res = $hs->open_index(0, 'test', 'user', 'INDEX_01', 'user_name,user_email,created');
die $hs->get_error() if $res != 0;
#3. main logic
#fetching rows by id
#execute_single (index id, cond, cond value, max rows, offset)
$res = $hs->execute_single(0, '=', [ 'kevin' ], 1, 0);
die $hs->get_error() if $res->[0] != 0;
shift(@$res);
for (my $row = 0; $row < 1; ++$row) {
my $user_name= $res->[$row + 0];
my $user_email= $res->[$row + 1];
my $created= $res->[$row + 2];
print "$user_name\t$user_email\t$created\n";
}
#4. closing the connection
$hs->close();
最后执行handlersocket.pl，结果如下：
perl handlersocket.pl
Kevin Kevin@test.com 2010-11-14 22:35:22
4 Philosophy of the HandlerSocket
通常，MySQL Server可以被看成两层架构：即SQL Layer和Storage Engine
Layer，它们之间通过Handler API进行交互。MySQL Server在接收到客户端的Query请求后，通常需要在SQL
layer中进行词法分析，语法分析，优化等过程，最终生成一个树型的查询计划，交由执行引擎执行。执行引擎根据查询计划，跟相应的存储引擎通信，得到查
询结果。
HandlerSocket的作者认为，对于CPU bound的MySQL server来说，SQL
layer消耗了过多的资源，以致总体性能不佳。HandlerSocket则绕过了MySQL Server的SQL
layer，直接跟存储引擎交互，从而带来了大幅的性能提升。默认情况下HandlerSocket
Plugin监听9998和9999两个端口，其中9998只支持读操作，9999支持读写操作，但是性能跟9998端口相比稍慢。
HandlerSocket的作者在其blog中列出了一系列HandlerSocket的优点，以下是笔者认为其中比较重要的：
- Can handle lots of concurrent connections
- Extremely high performance
- No duplicate cache
- No data inconsistency
- Independent from storage engines
- Supporting lots of query patterns
- No need to modify/rebuild MySQL
- All operational benefits from MySQL
其中No duplicate cache和No data
inconsistency这两条，笔者感触颇深。关于MySQL的NoSQL扩展，可能很多项目都在使用memcached，或者自己实现的cache
等。这种独立缓存的实现方式有个重要的局限，即如何保证MySQL和cache之间的数据一致性，尽管Memcached Functions for
MySQL（基于Trigger和MySQL UDF）从某种程度上提供了一种解决方案。
此外，关于Independent from storage engines和Supporting lots of query
patterns。理论上通过Handler API可以和任何存储引擎交互，但是目前HandlerSocket只是在InnoDB
Plugin上进行了测试。此外，HandlerSocket的作者在其blog上指出，通过HandlerSocket，不仅可以通过主键查询，也可以
通过普通索引，甚至不使用索引进行查询（包括范围查询），甚至还可以进行insert/update/delete等写操作。
关于All operational benefits from MySQL，正如在其blog中提到的，可以比较方便地通过MySQL的既存功能对HandlerSocket进行监控，例如以下几个监控指标：
mysql> show global status like 'handler_read%';
mysql> show global status like 'Com_select%';
mysql> show global status like 'InnoDB_rows_read';
5 Client API
遗憾的是到目前为止，HandlerSocket只有C和Perl的客户端API，Java和Python等版本的客户端API貌似在开发中。在这里简单分析一下Perl版本的客户端API。
5.1 Connection
与HandlerSocket Plugin创建连接的方式如下：
use Net::HandlerSocket;
my $args = { host => 'localhost', port => 9998 };
my $hs = new Net::HandlerSocket($args);
其中Net::HandlerSocket模块存放于HandlerSocket的分发tar包的perl-Net-HandlerSocket目录中，编译安装方式如下：
cd perl-Net-HandlerSocket/
perl Makefile.PL
make
make install
5.2 Opening index
在进行操作之前，首先需要打开一个索引，如下：
my $err = $hs->open_index(3, 'database1', 'table1', 'PRIMARY', 'f1,f2');
die $hs->get_error() if $res->[0] != 0;
其中'database1'为schema名，'table1'为表名，'PRIMARY'为索引名，'f1,f2'为查询的列名。关于方法的open_index的第一个参数3，用来在每个Net::HandlerSocket对象中唯一标识一个表名。
5.3 Query
通过execute_single方法进行查询，例如：
my $res = $hs->execute_single(3, '=', [ 'foo' ], 1, 0);
die $hs->get_error() if $res->[0] != 0;
shift(@$res);
execute_single方法的第一个参数需要跟之前open_index方法的第一个参数一致。第二个参数'='指定了检索条件，目前支持'=',
'>=', '<=', '>'和'<'。第三个参数[ 'foo'
]为一个arrayref，指定了检索的key，其长度必须小于或者等于对应索引的列数。第四个和第五个参数指定了查询的limit和offset。
execute_single方法的返回值类型为arrayref，其第一个元素为error code：
- 0：正常。
- 负数：I/O 错误，对应的Net::HandlerSocket对象需要被丢弃。
- 正数：其它错误，但是与HandlerSocket Plugin的连接仍然正常可用，因此对应的Net::HandlerSocket对象可以继续使用。
第一个元素之后的其它元素即查询结果，如果返回的row数大于1，那么也是存放在这个一维数组中。假设查询结果共5行，每行三列，那么对应的代码如下：
die $hs->get_error() if $res->[0] != 0;
shift(@$res);
for (my $row = 0; $row < 5; ++$row) {
for (my $col = 0; $col < 3; ++$col) {
my $value = $res->[$row * 5 + $col];
# 
}
}
5.4 Insert records
execute_single方法也可以用来插入记录，例如：
my $args = { host => 'localhost', port => 9999 };
my $hs = new Net::HandlerSocket($args);
my $res = $hs->execute_single(3, '+', [ 'foo', 'bar', 'baz' ]);
die $hs->get_error() if $res->[0] != 0;
my $num_inserted_rows = $res->[1];
需要注意的是，此时连接的是9999端口，因为9998端口只支持读操作。
5.5 Update or delete records
对于更新和删除操作，同样使用execute_single方法，例如：
my $args = { host => 'localhost', port => 9999 };
my $hs = new Net::HandlerSocket($args);
my $res = $hs->execute_single(3, '=', [ 'bar' ], 1, 0, 'U', [ 'fubar', 'hoge' ]);
die $hs->get_error() if $res->[0] != 0;
my $num_updated_rows = $res->[1];
my $res = $hs->execute_single(3, '=', [ 'baz' ], 1, 0, 'D');
die $hs->get_error() if $res->[0] != 0;
my $num_deleted_rows = $res->[1];
execute_single方法的第六个参数指定的操作类型，目前支持'U'和'D'。对于'U'操作，execute_single方法的第七个参数指定了更新后的值；对于'D'操作，第七个参数被忽略。
5.6 Multiple operations
可在一次调用中执行多个操作，这样速度更快，例如：
my $rarr = $hs->execute_multi([
[ 0, '>=', [ 'foo' ], 5, 0 ],
[ 2, '=', [ 'bar' ], 1, 0 ],
[ 4, '<', [ 'baz' ], 10, 5 ],
]);
for my $res (@$rarr) {
die $hs->get_error() if $res->[0] != 0;
shift(@$res);
#
}
6 Reference
http://yoshinorimatsunobu.blogspot.com/2010/10/using-mysql-as-nosql-story-for.html （翻）
http://www.mysqlperformanceblog.com/2010/11/02/handlersocket-on-ssd/