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1 前言

在進行 MySQL 的優(yōu)化之前必須要了解的就是 MySQL 的查詢過程，很多的查詢優(yōu)化工作實際上就是遵循一些原則讓 MySQL 的優(yōu)化器能夠按照預想的合理方式運行而已。

 

2 優(yōu)化的哲學

2.1 優(yōu)化可能帶來的問題

• 優(yōu)化不總是對一個單純的環(huán)境進行，還很可能是一個復雜的已投產(chǎn)的系統(tǒng)。

• 優(yōu)化手段本來就有很大的風險，只不過你沒能力意識到和預見到！

• 任何的技術(shù)可以解決一個問題，但必然存在帶來一個問題的風險！

• 對于優(yōu)化來說解決問題而帶來的問題，控制在可接受的范圍內(nèi)才是有成果。

• 保持現(xiàn)狀或出現(xiàn)更差的情況都是失敗！

 

2.2 優(yōu)化的需求

• 穩(wěn)定性和業(yè)務可持續(xù)性,通常比性能更重要！

• 優(yōu)化不可避免涉及到變更，變更就有風險！

• 優(yōu)化使性能變好，維持和變差是等概率事件！

• 切記優(yōu)化,應該是各部門協(xié)同，共同參與的工作，任何單一部門都不能對數(shù)據(jù)庫進行優(yōu)化！

• 所以優(yōu)化工作，是由業(yè)務需要驅(qū)使的！！！

 

2.3 優(yōu)化由誰參與

在進行數(shù)據(jù)庫優(yōu)化時，應由數(shù)據(jù)庫管理員、業(yè)務部門代表、應用程序架構(gòu)師、應用程序設(shè)計人員、應用程序開發(fā)人員、硬件及系統(tǒng)管理員、存儲管理員等，業(yè)務相關(guān)人員共同參與。

 

3 優(yōu)化思路

3.1 優(yōu)化什么

在數(shù)據(jù)庫優(yōu)化上有兩個主要方面：即安全與性能。

安全 → 數(shù)據(jù)可持續(xù)性

性能 → 數(shù)據(jù)的高性能訪問

 

3.2 優(yōu)化的范圍有哪些

存儲、主機和操作系統(tǒng)方面:

• 主機架構(gòu)穩(wěn)定性

• I/O規(guī)劃及配置

• Swap交換分區(qū)

• OS內(nèi)核參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)問題

應用程序方面:

• 應用程序穩(wěn)定性

• SQL語句性能

• 串行訪問資源

• 性能欠佳會話管理

• 這個應用適不適合用MySQL

數(shù)據(jù)庫優(yōu)化方面:

• 內(nèi)存

• 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)(物理&邏輯)

• 實例配置

說明：不管是在，設(shè)計系統(tǒng)，定位問題還是優(yōu)化，都可以按照這個順序執(zhí)行。

 

3.3 優(yōu)化維度

數(shù)據(jù)庫優(yōu)化維度有四個:

硬件、系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)、SQL及索引

優(yōu)化選擇

優(yōu)化成本:硬件>系統(tǒng)配置>數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)>SQL及索引優(yōu)化效果:硬件<系統(tǒng)配置<數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)

 

4 優(yōu)化工具有啥？

4.1 數(shù)據(jù)庫層面

檢查問題常用工具

mysql
msyqladmin mysql客戶端，可進行管理操作
mysqlshow 功能強大的查看shell命令
show [SESSION | GLOBAL] variables 查看數(shù)據(jù)庫參數(shù)信息
SHOW [SESSION | GLOBAL] STATUS 查看數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)信息
information_schema 獲取元數(shù)據(jù)的方法
SHOW ENGINE INNODB STATUS Innodb引擎的所有狀態(tài)
SHOW PROCESSLIST 查看當前所有連接session狀態(tài)
explain 獲取查詢語句的執(zhí)行計劃
show index 查看表的索引信息
slow-log 記錄慢查詢語句
mysqldumpslow 分析slowlog文件的

不常用但好用的工具

zabbix 監(jiān)控主機、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫（部署zabbix監(jiān)控平臺）
pt-query-digest 分析慢日志
mysqlslap 分析慢日志
sysbench 壓力測試工具
mysql profiling 統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫整體狀態(tài)工具
Performance Schema mysql性能狀態(tài)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)
workbench 管理、備份、監(jiān)控、分析、優(yōu)化工具（比較費資源）

關(guān)于zabbix參考：http://www.cnblogs.com/clsn/p/7885990.html

 

4.2 數(shù)據(jù)庫層面問題解決思路

一般應急調(diào)優(yōu)的思路：

針對突然的業(yè)務辦理卡頓，無法進行正常的業(yè)務處理！需要立馬解決的場景！

1、show processlist

2、explain select id ,name from stu where name=’clsn’; # ALL id name age sex

select id,name from stu where id=2-1 函數(shù) 結(jié)果集>30;

show index from table;

3、通過執(zhí)行計劃判斷，索引問題（有沒有、合不合理）或者語句本身問題

4、show status like ‘%lock%’; # 查詢鎖狀態(tài)

kill SESSION_ID; # 殺掉有問題的session

常規(guī)調(diào)優(yōu)思路：

針對業(yè)務周期性的卡頓，例如在每天10-11點業(yè)務特別慢，但是還能夠使用，過了這段時間就好了。

1、查看slowlog，分析slowlog，分析出查詢慢的語句。

2、按照一定優(yōu)先級，進行一個一個的排查所有慢語句。

3、分析top sql，進行explain調(diào)試，查看語句執(zhí)行時間。

4、調(diào)整索引或語句本身。

 

4.3 系統(tǒng)層面

cpu方面

vmstat、sar top、htop、nmon、mpstat

內(nèi)存

free 、ps -aux

IO設(shè)備（磁盤、網(wǎng)絡(luò)）

IOStat 、 ss 、 netstat 、 iptraf、iftop、lsof

vmstat 命令說明：

Procs：r顯示有多少進程正在等待CPU時間。b顯示處于不可中斷的休眠的進程數(shù)量。在等待I/O
Memory：swpd顯示被交換到磁盤的數(shù)據(jù)塊的數(shù)量。未被使用的數(shù)據(jù)塊，用戶緩沖數(shù)據(jù)塊，用于操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)塊的數(shù)量
Swap：操作系統(tǒng)每秒從磁盤上交換到內(nèi)存和從內(nèi)存交換到磁盤的數(shù)據(jù)塊的數(shù)量。s1和s0最好是0
Io：每秒從設(shè)備中讀入b1的寫入到設(shè)備b0的數(shù)據(jù)塊的數(shù)量。反映了磁盤I/O
System：顯示了每秒發(fā)生中斷的數(shù)量(in)和上下文交換(cs)的數(shù)量
Cpu：顯示用于運行用戶代碼，系統(tǒng)代碼，空閑，等待I/O的CPU時間

iostat命令說明

實例命令：iostat -dk 1 5
iostat -d -k -x 5 （查看設(shè)備使用率（%util）和響應時間（await））
tps：該設(shè)備每秒的傳輸次數(shù)。“一次傳輸”意思是“一次I/O請求”。多個邏輯請求可能會被合并為“一次I/O請求”。iops ：硬件出廠的時候，廠家定義的一個每秒最大的IO次數(shù)
"一次傳輸"請求的大小是未知的。kB_read/s：每秒從設(shè)備（drive expressed）讀取的數(shù)據(jù)量；KB_wrtn/s：每秒向設(shè)備（drive expressed）寫入的數(shù)據(jù)量；kB_read：讀取的總數(shù)據(jù)量；kB_wrtn：寫入的總數(shù)量數(shù)據(jù)量；這些單位都為Kilobytes。

 

4.4 系統(tǒng)層面問題解決辦法

你認為到底負載高好，還是低好呢？在實際的生產(chǎn)中，一般認為 cpu只要不超過90%都沒什么問題 。

當然不排除下面這些特殊情況：

問題一：cpu負載高，IO負載低

• 內(nèi)存不夠

• 磁盤性能差

• SQL問題 →去數(shù)據(jù)庫層，進一步排查sql問題

• IO出問題了（磁盤到臨界了、raid設(shè)計不好、raid降級、鎖、在單位時間內(nèi)tps過高）

• tps過高: 大量的小數(shù)據(jù)IO、大量的全表掃描

問題二：IO負載高，cpu負載低

• 大量小的IO 寫操作：

• autocommit ，產(chǎn)生大量小IO

• IO/PS，磁盤的一個定值，硬件出廠的時候，廠家定義的一個每秒最大的IO次數(shù)。

• 大量大的IO 寫操作

• SQL問題的幾率比較大

問題三：IO和cpu負載都很高

• 硬件不夠了或sql存在問題

 

5 基礎(chǔ)優(yōu)化

5.1 優(yōu)化思路

定位問題點吮吸

硬件 → 系統(tǒng) → 應用 → 數(shù)據(jù)庫 → 架構(gòu)（高可用、讀寫分離、分庫分表）

處理方向

明確優(yōu)化目標、性能和安全的折中、防患未然

 

5.2 硬件優(yōu)化

主機方面：

• 根據(jù)數(shù)據(jù)庫類型，主機CPU選擇、內(nèi)存容量選擇、磁盤選擇

• 平衡內(nèi)存和磁盤資源

• 隨機的I/O和順序的I/O

• 主機 RAID卡的BBU(Battery Backup Unit)關(guān)閉

• cpu的選擇：

• cpu的兩個關(guān)鍵因素：核數(shù)、主頻

根據(jù)不同的業(yè)務類型進行選擇：

• cpu密集型：計算比較多，OLTP 主頻很高的cpu、核數(shù)還要多

• IO密集型：查詢比較，OLAP 核數(shù)要多，主頻不一定高的

內(nèi)存的選擇：

• OLAP類型數(shù)據(jù)庫，需要更多內(nèi)存，和數(shù)據(jù)獲取量級有關(guān)。

• OLTP類型數(shù)據(jù)一般內(nèi)存是cpu核心數(shù)量的2倍到4倍，沒有最佳實踐。

存儲方面：

• 根據(jù)存儲數(shù)據(jù)種類的不同，選擇不同的存儲設(shè)備

• 配置合理的RAID級別(raid5、raid10、熱備盤)

• 對與操作系統(tǒng)來講，不需要太特殊的選擇，最好做好冗余（raid1）（ssd、sas 、sata）

• raid卡：主機raid卡選擇：

• 實現(xiàn)操作系統(tǒng)磁盤的冗余（raid1）

• 平衡內(nèi)存和磁盤資源

• 隨機的I/O和順序的I/O

• 主機 RAID卡的BBU(Battery Backup Unit)要關(guān)閉。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備方面：

使用流量支持更高的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機、路由器、網(wǎng)線、網(wǎng)卡、HBA卡）

注意：以上這些規(guī)劃應該在初始設(shè)計系統(tǒng)時就應該考慮好。

 

5.3 服務器硬件優(yōu)化

1、物理狀態(tài)燈：

2、自帶管理設(shè)備：遠程控制卡（FENCE設(shè)備：ipmi ilo idarc），開關(guān)機、硬件監(jiān)控。

3、第三方的監(jiān)控軟件、設(shè)備（snmp、agent）對物理設(shè)施進行監(jiān)控

4、存儲設(shè)備：自帶的監(jiān)控平臺。EMC2（hp收購了）， 日立（hds），IBM低端OEM hds，高端存儲是自己技術(shù)，華為存儲

 

5.4 系統(tǒng)優(yōu)化

CPU：

基本不需要調(diào)整，在硬件選擇方面下功夫即可。

內(nèi)存：

基本不需要調(diào)整，在硬件選擇方面下功夫即可。

SWAP：

MySQL盡量避免使用swap。

阿里云的服務器中默認swap為0

IO ：

raid、no lvm、 ext4或xfs、ssd、IO調(diào)度策略

Swap調(diào)整(不使用swap分區(qū))

/proc/sys/vm/swAppiness的內(nèi)容改成0（臨時），/etc/sysctl.conf上添加vm.swappiness=0（永久）

這個參數(shù)決定了linux是傾向于使用swap，還是傾向于釋放文件系統(tǒng)cache。在內(nèi)存緊張的情況下，數(shù)值越低越傾向于釋放文件系統(tǒng)cache。

當然，這個參數(shù)只能減少使用swap的概率，并不能避免Linux使用swap。

修改MySQL的配置參數(shù)innodb_flush_method，開啟O_DIRECT模式。

這種情況下，InnoDB的buffer pool會直接繞過文件系統(tǒng)cache來訪問磁盤，但是redo log依舊會使用文件系統(tǒng)cache。

值得注意的是，Redo log是覆寫模式的，即使使用了文件系統(tǒng)的cache，也不會占用太多

IO調(diào)度策略

#echo deadline>/sys/block/sda/queue/scheduler 臨時修改為deadline

永久修改

vi /boot/grub/grub.conf
更改到如下內(nèi)容:
kernel /boot/vmlinuz-2.6.18-8.el5 ro root=LABEL=/ elevator=deadline rhgb quiet

 

5.5 系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整

Linux系統(tǒng)內(nèi)核參數(shù)優(yōu)化

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535 # 用戶端口范圍
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 4096
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
fs.file-max=65535 # 系統(tǒng)最大文件句柄，控制的是能打開文件最大數(shù)量

用戶限制參數(shù)（mysql可以不設(shè)置以下配置）

vim /etc/security/limits.conf
* soft nproc 65535
* hard nproc 65535
* soft nofile 65535
* hard nofile 65535

 

5.6 應用優(yōu)化

業(yè)務應用和數(shù)據(jù)庫應用獨立，

防火墻：iptables、selinux等其他無用服務：

 chkconfig --level 23456 acpid off
chkconfig --level 23456 anacron off
chkconfig --level 23456 autofs off
chkconfig --level 23456 avahi-daemon off
chkconfig --level 23456 bluetooth off
chkconfig --level 23456 cups off
chkconfig --level 23456 firstboot off
chkconfig --level 23456 haldaemon off
chkconfig --level 23456 hplip off
chkconfig --level 23456 ip6tables off
chkconfig --level 23456 iptables off
chkconfig --level 23456 isdn off
chkconfig --level 23456 pcscd off
chkconfig --level 23456 sendmail off
chkconfig --level 23456 yum-updatesd off

安裝圖形界面的服務器不要啟動圖形界面 runlevel 3

另外，思考將來我們的業(yè)務是否真的需要MySQL，還是使用其他種類的數(shù)據(jù)庫。用數(shù)據(jù)庫的最高境界就是不用數(shù)據(jù)庫。

 

6 數(shù)據(jù)庫優(yōu)化

SQL優(yōu)化方向：

執(zhí)行計劃、索引、SQL改寫

架構(gòu)優(yōu)化方向：

高可用架構(gòu)、高性能架構(gòu)、分庫分表

 

6.1 數(shù)據(jù)庫參數(shù)優(yōu)化

調(diào)整：

實例整體（高級優(yōu)化，擴展）：

thread_concurrency # 并發(fā)線程數(shù)量個數(shù)
sort_buffer_size # 排序緩存
read_buffer_size # 順序讀取緩存
read_rnd_buffer_size # 隨機讀取緩存
key_buffer_size # 索引緩存
thread_cache_size # (1G—>8, 2G—>16, 3G—>32, >3G—>64)

連接層（基礎(chǔ)優(yōu)化）

設(shè)置合理的連接客戶和連接方式

max_connections # 最大連接數(shù)，看交易筆數(shù)設(shè)置
max_connect_errors # 最大錯誤連接數(shù)，能大則大
connect_timeout # 連接超時
max_user_connections # 最大用戶連接數(shù)
skip-name-resolve # 跳過域名解析
wait_timeout # 等待超時
back_log # 可以在堆棧中的連接數(shù)量

SQL層（基礎(chǔ)優(yōu)化）

query_cache_size：查詢緩存 >>> OLAP類型數(shù)據(jù)庫,需要重點加大此內(nèi)存緩存，但是一般不會超過GB
對于經(jīng)常被修改的數(shù)據(jù)，緩存會立馬失效。我們可以實用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫（redis、memecache），替代他的功能。

 

6.2 存儲引擎層（innodb基礎(chǔ)優(yōu)化參數(shù)）

default-storage-engine
innodb_buffer_pool_size #沒有固定大小，50%測試值，看看情況再微調(diào)。但是盡量設(shè)置不要超過物理內(nèi)存70%
innodb_file_per_table=(1,0)
innodb_flush_log_at_trx_commit=(0,1,2) # 1是最安全的，0是性能最高，2折中
binlog_sync
Innodb_flush_method=(O_DIRECT, fdatasync)
innodb_log_buffer_size # 100M以下
innodb_log_file_size # 100M 以下
innodb_log_files_in_group # 5個成員以下,一般2-3個夠用（iblogfile0-N）
innodb_max_dirty_pages_pct # 達到百分之75的時候刷寫 內(nèi)存臟頁到磁盤。log_bin
max_binlog_cache_size # 可以不設(shè)置
max_binlog_size # 可以不設(shè)置
innodb_additional_mem_pool_size #小于2G內(nèi)存的機器，推薦值是20M。32G內(nèi)存以上100M

來源：本文轉(zhuǎn)自公眾號“芋道源碼”，作者慘綠少年。