Plan caching in MySQL

Abstract

Dagens relasjonsdatabasesystemer behandler enorme mengder med data. Digitale trender fører til at mengden med data som må behandles vokser i en stadig raskere hastighet. Siden oppgradering av maskinvare ikke er en pålitelig løsning på sikt, er det å komme opp med nye smarte løsninger for å gjøre relasjonsdatabasesystemer i stand til å møte dagens og fremtidige ytelseskrav.

Planbufring er en metode som brukes til å bedre ytelsen til et relasjonsdatabasesystem. Normalt når en spørring kjøres, opprettes en ny kjøreplan for hver gang spørringen gjennomføres. Når planbufring brukes, lagres kjøreplaner i en hurtigbuffer for å muliggjøre gjenbruk ved gjentgende spørringer. Gjennom bruk av planbufring reduseres både utførelsestiden og ressursforbruket til relasjonsdatabasesystemet, samt at gjenbruk av kjøreplaner resulterer i mer forutsigbar kjøretid, gitt at planene ikke er utdaterte.

Denne masteroppgaven ser på muligheten for å implementere planbufring i MySQL med mål om å bedre den generelle ytelsen. Masteroppgaven starter ved å undersøke eksisterende løsninger og relatert teori, før en planbuffer-prototype implementeres i MySQL. Videre blir to eksperimenter utført for å undersøke hvordan ytelsen til MySQL påvirkes av den implementerte prototypen når både eksakt samsvarende gjenbruk og unøyaktig samsvarende gjenbruk håndheves. Funnene viser at planbufring resulterer i både mer forutsigbare og raskere kjøretider ved bruk av eksakt samsvarende gjenbruk, mens unøyaktig samsvarende gjenbruk gir for uforutsigbare kjøretider til å kunne benyttes.

The relational database management systems of today processes enormous amounts of data. Digital trends lead to increasing amounts of data that must be processed at an ever-increasing pace. As upgrading hardware is not a reliable solution in the long run, new smart solutions must continuously be introduced to make relational database management systems capable of meeting the performance requirements of today and for the future.

Plan caching is an approach used to increase the efficiency of a relational database management system. Normally when executing a query, a new query execution plan is created for every execution. When plan caching is applied, query execution plans are being stored in a cache to enable reuse when matching queries being executed at a later point in time. By using plan caching, both the execution time and the resource consumption of the relational database management system is reduced, as well as reusing plans can result in more predictable runtime, given that the plans are not outdated.

This thesis looks at the possibility of implementing plan caching as a feature to enhance the overall performance of MySQL. The thesis starts by closely examining existing solutions and related theory, before a plan cache prototype is implemented into MySQL. Further, two experiments are carried out to investigate how the performance of MySQL is influenced by the implementation when enforcing both exact match policy and inexact match policy. The findings show that plan caching results in both more predictable and faster executing queries when enforcing exact match policy, while plan caching when enforcing inexact match policy is too unpredictable to be used.