了解数据库技术发展的同学知道，数据库有个重要的发展方向就是和硬件紧密集成，把一些软件干的活“下放”给硬件去做，能极大地提升性能。

比如TeraData的大数据一体机，在硬件，操作系统，存储等方面专门为数据分析做了优化，性能自然强大。不过这些硬件提供的加速能力不是通用的服务，必须得单独购买才行。

最近看到亚马逊云科技在2022年11月的re:Invent上发布了两个云数据库的功能，一个是“优化写入”，一个是“优化读取”，发现它们就是利用Amazon Nitro系统，和底层硬件做了集成，让MySQL的写入性能提升了2倍，读取性能提升了50%。

优化写入解决的是MySQL用软件实现的Double Write Buffer的问题， 说的是MySQL缓冲区的数据页是16 Kb，文件系统的页通常是4 Kb，它们两个不匹配。

当MySQL缓冲区的16 Kb的页需要写入文件系统时，需要分4次才行，那自然会出现类似这样的问题：写了3次以后掉电了，那最后4 Kb的数据就丢失了。

MySQL的解决办法很粗暴，在硬盘上开辟一个2M的文件缓冲区，内存中缓冲区的数据在写入真正的数据文件之前，先写入这个文件缓冲区，写成功了，再往真正的数据文件去写。

（简化示意图，实际上在内存中还有一个缓冲区）

这样再出现写入12 Kb就断电，真正的数据文件中虽然还是有4Kb是丢失的，但是可以从那个2M的文件缓冲区找到原始数据进行恢复，因为那里写成功了，是完整的。

由于需要往硬盘写入两次，所以叫做Double Write，这个办法虽然可以工作，但是说实话，挺别扭的，因为断电这种极端情况很罕见，绝大部分时间这个2M的文件缓冲区没用，白白多写了一次硬盘，要知道硬盘速度可比内存访问慢多了。

我们很容易就会想到：就不能把MySQL缓冲区的16 Kb数据一次性地写入硬盘吗？这样不就省事了吗？

通过使用Amazon Nitro系统中的Torn Write Prevention技术，亚马逊云数据库实现了优化写入数据，只需一步即可安全写入 16Kb 数据页，完全不用复杂的Double Write了。

简洁的系统必然带来更高的效率，优化写入让写入事务吞吐量提高多达 2 倍，且无需额外费用，非常适合写入密集型应用，比如数字支付，金融交易，在线游戏等等。

这就是软件和硬件结合带来的威力。

有了优化写入，自然有对应的“优化读取”。

在云数据库中，计算节点和存储节点一般是分离的。我们在做数据分析的时候经常需要很复杂的查询，涉及的数据会有上千万条，还需要分组，计算，排序等，这时候MySQL就会形成临时对象，当临时对象大到一定程度，就需要形成临时的表空间，移到硬盘上来存储了。

上图中，Amazon RDS实例是计算节点，Amazon Elastic Block Store（Amazon EBS）是存储节点，这个临时的表空间（上图红框所示）是存储在Amazon EBS上，由于是分布式的存储，访问就会有一定的延迟。

现在通过软硬一体化，在Amazon RDS实例上挂载一张NVMe的SSD存储，它针对低延迟、高随机 I/O 性能和高顺序读取吞吐量进行了优化。

在软件层面，让临时表空间转移到这个SSD存储卡中，计算节点直接访问本地存储，这速度立刻飞起。

对于复杂查询，“优化读取”的加速效应非常明显，可以提升50%， 查询越大越复杂，优化效果越好。

我到亚马逊云科技的网站上去看了一下，想要开启“优化写入”和“优化读取”，充分发挥底层硬件的功能，需要RDS MySQL 8及以上的版本。

这也很正常，MySQL 8.0 2018年4月19日正式GA ,已经发布了快5年了，迭代了30多个版本! 功能已经非常稳定了。

MySQL 8.0性能强劲，全内存访问可以轻易跑到200万QPS，I/O极端高负载场景跑到16万QPS。和MySQL 5.7 相比，benchmark性能提升明显:

(MySQL 8.0 Sysbench Benchmark: IO Bound Read Only)

(MySQL 8.0 Sysbench Benchmark: Read Write)

MySQL 8.0还有一些非常好的新功能，这里挑几个重要说一下：

1、默认字符集为 utf8mb4

多少年来我们使用 MySQL 都要在编码方面小心翼翼，生怕忘了将缺省的 latin 改掉而出现乱码问题，现在终于不用担心了，从 MySQL 8 开始，数据库的缺省编码将改为 utf8mb4，这个编码包含了所有 emoji 字符，对移动端应用非常友好。

2、优化器增强

MySQL8.0开始支持隐藏索引和降序索引，隐藏索引对性能调优非常有用，当一个索引被隐藏时，它不会被查询优化器所使用。

我们可以隐藏一个索引，然后看看数据库的性能，如果数据库性能没啥变化，说明索引是多余的，可以删除；如果性能下降，那证明这个索引是有用的，一定要保留（把它恢复显示即可）

降序索引允许优化器对多个列进行排序，并且允许排序顺序不一致。

3、更完善的JSON支持

扩展了JSON语法，提供了聚集函数，Merge函数，改善了排序性能，支持部分更新。

还新增了JSON_TABLE函数，可以将JSON数据转换成表。

4、GIS的提升

MySQL 8.0 对 GIS（译者注：Geographic Information System 地理信息系统） 的支持有非常高的提升，功能上直追 PostgreSQL。

5、公共表表达式

MySQL 8.0新增了CTEs 功能（Common Table Expresssions）。这是一个命名的临时结果集，仅在单个 SQL 语句的执行范围内存在，可以是自引用，也可以在同一查询中多次引用。

6、窗口函数

窗口函数有点像是 SUM、COUNT 那样的集合函数，但它并不会将多行查询结果合并为一行，而是将结果放回多行当中，它可以极大地降低代码复杂性并帮助开发人员提高工作效率。

7、DDL原子化

DDL原子化是将与DDL操作相关的数据字典更新、存储引擎操作、二进制日志写入结合到一个单独的原子事务中，这使得即使服务器崩溃，事务也会提交或回滚。使用支持原子操作的存储引擎所创建的表，在执行DROP TABLE、CREATE TABLE、ALTER TABLE、 RENAME TABLE、TRUNCATE TABLE、CREATE TABLESPACE、DROP TABLESPACE等操作时，都支持原子操 作，即事务要么完全操作成功，要么失败后回滚

8、安全和账户管理

MySQL 8.0 开始支持“角色”的概念，角色是权限的集合，用户如果被赋予了某个角色，就会拥有相关的权限。

MySQL 8.0中的用户相关的系统表使用了支持事务的InnoDB引擎（之前是MyISAM），这样在对用户进行操作时，就不会出现部分用户成功，部分用户失败的情况。

MySQL 8.0把caching_sha2_password作为默认的身份验证插件而不是之前版本的mysql_native_password，提供了更高的安全性。

9、数据字典

在之前的MySQL版本中，字典数据都存储在元数据文件和非事务表中。从MySQL 8.0开始新增了事务数据字典，在这个字典里存储着数据库对象信息。

类似的新功能还有很多， MySQL 8.0不仅在性能上做了巨大提升，在功能上也更加完善，MySQL 8.0已经被国内外众多公司使用，最终是要大面积替代MySQL5.7的。如果你在用低版本的MySQL，建议升级到MySQL 8.0 ，对于新应用，直接上MySQL 8吧！