內存還是硬盤? 數據庫IO瓶頸時的抉擇
很多DBA在進行數據庫管理時通常都會遇到數據庫IO瓶頸，在硬件成本預算有限的情況下，解決這一瓶頸有兩個方法：一是增加內存；二是增加磁盤（假設不增加機器的情況下）。到底是加內存合算，還是加磁盤實惠呢，這是個頭疼的問題。
已經神秘消失的數據庫大師Jim Gray早在20年前就為我們考慮過這個問題了，并且得出一個結論叫“五分鐘規則”（Five Minutes Rule），就是說如果一個頁面每五分鐘就會被訪問一次的話，就應該把它放到內存中去，否則就應該把它存儲在磁盤上。這樣，數據庫只要統計一下有多少頁面的訪問頻率超過五分鐘一次，就知道需要多少內存了。
當然五分鐘是個典型值，或者表示一個數量級，具體的值要看硬件條件。Jim Gray給出的公式是:
RI = 每M數據頁數 * 一塊磁盤的價格 / 磁盤每秒能進行的隨機IO次數 / 每M內存的價格
其中RI即為要放到內存的頁面訪問時間周期閾值。
這個一公式可以這么理解。假設你拿到一個頁面，它的訪問周期是I。你要決定是買內存來存儲這個頁面還是買磁盤來存儲它。假設買內存來存儲，開銷很容易算出來是"每M內存價格/每M數據頁數"。如果買磁盤來存，則開銷是"一塊磁盤的價格 / 磁盤每秒能進行的隨機IO次數 / I"，意思是說，我買個磁盤花的錢是“一塊磁盤的價格”這么多，再我這個頁一秒只會訪問"1/I"次，因此我只占用了磁盤帶寬的"1/I/磁盤每秒能進行的隨機IO次數"，因此為這個頁花的開銷就是“一塊磁盤的價格 / 磁盤每秒能進行的隨機IO次數 / I"。
這樣，導致內存開銷"每M內存價格/每M數據頁數"與磁盤開銷"一塊磁盤的價格 / 磁盤每秒能進行的隨機IO次數 / I"相等的I值即為訪問時間周期閾值，計算出來就是公式中的RI。
在數據庫IO瓶頸時，針對當前常用硬件來計算一下。設頁面大小為16K（InnoDB默認頁面大小），也就是每M數據頁數64，一塊SAS盤算3000塊，每秒能進行200次隨機IO，4G的內存算3000塊一條，也就是每M內存0.75元。這樣算出來RI是1280秒，也就是20分鐘左右。
可惜的是MySQL并不提供頁面的訪問頻率統計功能。可以用一個方法來代替，就是把數據庫關掉，起來后看20分鐘內數據庫的緩存有沒有滿，若沒有滿，表示內存太大，否則表示內存太小。只是在熱門時間段肯定是不會去做這個實驗的，非熱門時間段倒是可以把數據庫重起下，但這時負載輕又不準了。即使是哪天MySQL crash了，在熱門時間段crash后要做很多redo，又不準了。
實際上這一功能是可以實現的，統計有多少個20分鐘訪問一次的頁面可以近似的轉化為統計20分鐘內有多少個不同的頁面被訪問。假設系統中內存大小與理想值相差不太大，則只需要多用不到1/1000的內存就可以統計出來，當然每次頁面訪問時要多搜索一個哈希表。嗯，在NTSE里準備實現吧，哈哈。
當然這一計算已經忽略了很多實際因素，比如如果你機器上的RAID卡已經滿了不能加硬盤，那就只好加內存了，如果內存槽插滿了，那就只好加硬盤了。如果硬盤和內存都加不了，那就加機器吧。另外上述計算假設頁面訪問是完全隨機的，如果是順序訪問，那就大不相同了，這時的RI會小很多，因為這時磁盤每秒能讀入的頁面數增加了。
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