面试题：MariaDB源代码优化与拓展

Question

假设你需要对MariaDB进行性能优化，从源代码层面出发，针对高并发读写场景，你会考虑修改哪些关键部分的代码逻辑？并阐述修改思路以及如何保证修改后的稳定性和兼容性。

Answer 1

关键部分及修改思路

1. 存储引擎层
   • 修改日志写入逻辑：在高并发读写场景下，频繁的日志写入可能成为性能瓶颈。可以考虑采用异步日志写入机制。例如，将日志先缓存到内存队列中，达到一定阈值或时间间隔后，批量写入磁盘。这样减少了磁盘I/O的频率，提高了整体性能。
   • 优化锁机制：对于行级锁和表级锁，可以根据业务场景进行更细粒度的优化。比如，对于读多写少的场景，适当增加读锁的并发度，允许更多的读操作同时进行；对于写操作，采用队列方式按顺序处理，避免锁争用。
2. 查询优化器
   • 改进查询计划生成算法：在高并发环境下，快速生成高效的查询计划至关重要。可以引入机器学习算法，对历史查询数据和执行结果进行分析，学习不同查询模式下的最优执行计划，从而在实时查询时能更快速准确地生成计划。
   • 增加缓存机制：对于频繁执行的查询，将其查询计划和结果进行缓存。当相同查询再次到来时，直接从缓存中获取结果，减少查询处理时间。
3. 网络层
   • 优化连接管理：在高并发场景下，大量的连接请求可能导致连接管理开销增大。可以采用连接池技术，预先创建一定数量的连接，客户端请求时直接从连接池中获取连接，使用完毕后归还，减少连接创建和销毁的开销。
   • 调整网络缓冲区大小：根据网络带宽和并发请求数量，动态调整网络接收和发送缓冲区的大小，以避免数据传输过程中的阻塞和丢包。

保证稳定性和兼容性的方法

1. 稳定性
   • 全面的单元测试：对修改后的代码逻辑，编写详细的单元测试用例，覆盖各种边界情况和异常情况，确保代码的正确性和稳定性。
   • 性能和压力测试：在模拟的高并发环境下，对修改后的数据库进行性能和压力测试，监测系统的响应时间、吞吐量、资源利用率等指标，及时发现并解决潜在的性能问题和稳定性风险。
   • 引入故障注入机制：在测试过程中，故意注入一些故障，如网络故障、磁盘故障等，验证系统在故障情况下的恢复能力和稳定性。
2. 兼容性
   • 遵循标准规范：在修改代码时，严格遵循SQL标准规范和MariaDB的现有接口规范，确保与现有应用程序和工具的兼容性。
   • 兼容性测试：使用各种版本的客户端应用程序和相关工具，对修改后的数据库进行兼容性测试，检查是否存在不兼容的情况，并及时修复。
   • 提供版本升级指南：如果修改涉及到数据库版本升级，提供详细的版本升级指南，指导用户如何平滑升级，避免因升级导致的兼容性问题。