MySQL中數據字典是數據庫重要的組成部分之一，INFORMATION_SCHEMA首次引入于MySQL 5.0，作為一種從正在運行的MySQL服務器檢索元數據的標準兼容方式。用于存儲數據元數據、統計信息、以及有關MySQL server的訪問信息（例如：數據庫名或表名，字段的數據類型和訪問權限等）。
8.0之前：
1、元數據來自文件
2、采用MEMORY表引擎
3、frm文件 存放表結構信息
4、opt文件，記錄了每個庫的一些基本信息，包括庫的字符集等信息
5、.TRN，.TRG文件用于存放觸發器的信息內容
5.6> SELECT TABLE_SCHEMA ,ENGINE ,COUNT(*) from information_schema.tables where table_schema in ('information_schema' ,'mysql','performance_schema', 'sys') group by TABLE_SCHEMA ,ENGINE;
+--------------------+--------------------+----------+
| TABLE_SCHEMA | ENGINE | COUNT(*) |
+--------------------+--------------------+----------+
| information_schema | MEMORY | 49 |
| information_schema | MyISAM | 10 |
| mysql | CSV | 2 |
| mysql | InnoDB | 6 |
| mysql | MyISAM | 21 |
| performance_schema | PERFORMANCE_SCHEMA | 52 |
+--------------------+--------------------+----------+
5.7> SELECT TABLE_SCHEMA ,ENGINE ,COUNT(*) from information_schema.tables where table_schema in ('information_schema' ,'mysql','performance_schema', 'sys') group by TABLE_SCHEMA ,ENGINE;
+--------------------+--------------------+----------+
| TABLE_SCHEMA | ENGINE | COUNT(*) |
+--------------------+--------------------+----------+
| information_schema | InnoDB | 10 |
| information_schema | MEMORY | 51 |
| mysql | CSV | 2 |
| mysql | InnoDB | 19 |
| mysql | MyISAM | 10 |
| performance_schema | PERFORMANCE_SCHEMA | 87 |
| sys | NULL | 100 |
| sys | InnoDB | 1 |
+--------------------+--------------------+----------+
8.0之后：
1、元數據存在表中
2、全部遷到mysql庫下，改為innodb表引擎，且被隱藏
3、information_schema下只能通過view查看
4、NULL的全部為view
5、存儲在單獨的表空間mysql.ibd
8.0> select TABLE_SCHEMA,ENGINE,count(*) from tables where TABLE_SCHEMA in ('information_schema','mysql','performance_schema','sys') group by TABLE_SCHEMA,ENGINE;
+--------------------+--------------------+----------+
| TABLE_SCHEMA | ENGINE | count(*) |
+--------------------+--------------------+----------+
| information_schema | NULL | 65 |
| mysql | InnoDB | 31 |
| mysql | CSV | 2 |
| performance_schema | PERFORMANCE_SCHEMA | 102 |
| sys | NULL | 100 |
| sys | InnoDB | 1 |
+--------------------+--------------------+----------+
盡管5.7有了一些改進，但INFORMATION_SCHEMA的性能仍然是我們許多用戶的主要痛點。在當前INFORMATION_SCHEMA實現方式下產生的性能問題背后的關鍵原因是，INFORMATION_SCHEMA表的查詢實現方式是在查詢執行期間創建臨時表。
如下，當我們查詢表碎片時：
5.7> explain select round(DATA_FREE/1024/1024) as DATA_FREE from information_schema.TABLES where DATA_FREE/1024/1024 > 1024 and TABLE_SCHEMA not in ('information_schema', 'mysql', 'performance_schema', 'sys');
+----+-------------+--------+------+---------------+------+---------+------+------+-----------------------------------------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+--------+------+---------------+------+---------+------+------+-----------------------------------------------------+
| 1 | SIMPLE | TABLES | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | NULL | Using where; Open_full_table; Scanned all databases |
+----+-------------+--------+------+---------------+------+---------+------+------+-----------------------------------------------------+
Extra信息會有Open_full_table; Scanned all databases 。
Skip_open_table,Open_frm_only,Open_full_table這些值表示適用于INFORMATION_SCHEMA表查詢時對文件打開的優化；
- Skip_open_table：表文件不需要打開。信息已經通過掃描數據庫目錄在查詢中實現可用。
- Open_frm_only：只需要打開表的.frm文件。
- Open_full_table：未優化的信息查找。必須打開.frm、.MYD和.MYI文件。
- Scanned N databases：指在處理information_schema查詢時，有多少目錄需要掃描。
如果一個MySQL實例有上百個庫，每個庫又有上百張表，INFORMATION_SCHEMA查詢最終會從文件系統中讀取每個單獨的frm文件，造成很多I/O讀取。并且最終還會消耗更多的CPU來打開表并準備相關的內存數據結構。它也確實會嘗試使用MySQL server層的表緩存（系統變量table_definition_cache ），但是在大型實例中，很少有一個足夠大的表緩存來容納所有的表。所以內存使用量會急劇上升，甚至出現oom。
通常我們習慣通過以下手段解決此問題：
1、庫表拆分，減少單實例打開文件數量
2、調整table_definition_cache和table_open_cache數量
3、添加物理內存
mysql 8.0 問世之后，又提供了一種選擇，由于字典表采用innodb引擎，而且字典表可以使用索引。
下面的圖解釋了MySQL 5.7和8.0設計上的區別：
8.0> explain select table_name,table_rows,concat(round(DATA_LENGTH/1024/1024, 2), 'MB') as size,concat(round(INDEX_LENGTH/1024/1024, 2), 'MB') as index_size,DATA_FREE/1024/1024 AS data_free_MB from information_schema.TABLES where table_schema not in ('information_schema','performance_schema','test') order by data_free_MB desc limit 10;
+----+-------------+-------+------------+--------+--------------------+------------+---------+-------------------------------+------+----------+----------------------------------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+--------+--------------------+------------+---------+-------------------------------+------+----------+----------------------------------------------+
| 1 | SIMPLE | cat | NULL | index | PRIMARY | name | 194 | NULL | 1 | 100.00 | Using index; Using temporary; Using filesort |
| 1 | SIMPLE | sch | NULL | ref | PRIMARY,catalog_id | catalog_id | 8 | mysql.cat.id | 6 | 50.00 | Using where; Using index |
| 1 | SIMPLE | tbl | NULL | ref | schema_id | schema_id | 8 | mysql.sch.id | 52 | 100.00 | Using where |
| 1 | SIMPLE | ts | NULL | eq_ref | PRIMARY | PRIMARY | 8 | mysql.tbl.tablespace_id | 1 | 100.00 | NULL |
| 1 | SIMPLE | stat | NULL | eq_ref | PRIMARY | PRIMARY | 388 | mysql.sch.name,mysql.tbl.name | 1 | 100.00 | NULL |
| 1 | SIMPLE | col | NULL | eq_ref | PRIMARY | PRIMARY | 8 | mysql.tbl.collation_id | 1 | 100.00 | Using index |
+----+-------------+-------+------------+--------+--------------------+------------+---------+-------------------------------+------+----------+----------------------------------------------+
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