一份超詳細的MySQL高性能優(yōu)化實戰(zhàn)總結(jié)-創(chuàng)新互聯(lián)

MySQL 對于很多 Linux 從業(yè)者而言，是一個非常棘手的問題，多數(shù)情況都是因為對數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)問題的情況和處理思路不清晰。

“專業(yè)、務實、高效、創(chuàng)新、把客戶的事當成自己的事”是我們每一個人一直以來堅持追求的企業(yè)文化。 創(chuàng)新互聯(lián)建站是您可以信賴的網(wǎng)站建設服務商、專業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)服務提供商! 專注于成都網(wǎng)站建設、做網(wǎng)站、軟件開發(fā)、設計服務業(yè)務。我們始終堅持以客戶需求為導向，結(jié)合用戶體驗與視覺傳達，提供有針對性的項目解決方案，提供專業(yè)性的建議，創(chuàng)新互聯(lián)建站將不斷地超越自我，追逐市場，引領市場！

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。

一份超詳細的MySQL高性能優(yōu)化實戰(zhàn)總結(jié)

MySQL 查詢過程

優(yōu)化的哲學

注：優(yōu)化有風險，修改需謹慎。

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。

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)務需求驅(qū)使的！

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)務相關人員共同參與。 

優(yōu)化思路

優(yōu)化什么

在數(shù)據(jù)庫優(yōu)化上有兩個主要方面：

  • 安全：數(shù)據(jù)可持續(xù)性。

  • 性能：數(shù)據(jù)的高性能訪問。

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

優(yōu)化維度

一份超詳細的MySQL高性能優(yōu)化實戰(zhàn)總結(jié)

數(shù)據(jù)庫優(yōu)化維度有如下四個：

  • 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)<SQL 及索引。

優(yōu)化工具有啥

數(shù)據(jù)庫層面

檢查問題常用的 12 個工具：

  • MySQL

  • mysqladmin：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：查看當前所有連接的 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 文件的工具

不常用但好用的 7 個工具：

  • 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

  • MySQL slap：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）

關于 Zabbix 參考：http://www.cnblogs.com/clsn/p/7885990.html

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，需要馬上解決的場景。

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，一個一個排查所有慢語句；
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。

系統(tǒng)層面

CPU方面：vmstat、sar top、htop、nmon、mpstat。

內(nèi)存：free、ps-aux。

IO 設備（磁盤、網(wǎng)絡）：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：每秒從設備中讀入 b1 的寫入到設備 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 （查看設備使用率（%util）和響應時間（await））。

  • TPS：該設備每秒的傳輸次數(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：每秒從設備（drive expressed）讀取的數(shù)據(jù)量。

  • KB_wrtn/s：每秒向設備（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。

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。

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

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大的 IO 次數(shù)。

  • 大量大的 IO 寫操作：SQL 問題的幾率比較大

IO和 CPU 負載都很高：

  • 硬件不夠了或 SQL 存在問題

基礎優(yōu)化

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。

硬件優(yōu)化

①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）關閉

②CPU 的選擇

CPU 的兩個關鍵因素：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。

③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。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。

④存儲方面

根據(jù)存儲數(shù)據(jù)種類的不同，選擇不同的存儲設備，配置合理的 RAID 級別（raid5、raid10、熱備盤）。

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

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）要關閉

⑤網(wǎng)絡設備方面

使用流量支持更高的網(wǎng)絡設備（交換機、路由器、網(wǎng)線、網(wǎng)卡、HBA 卡）。注意：以上這些規(guī)劃應該在初始設計系統(tǒng)時就應該考慮好。

服務器硬件優(yōu)化

服務器硬件優(yōu)化關鍵點：

  • 物理狀態(tài)燈

  • 自帶管理設備：遠程控制卡（FENCE設備：ipmi ilo idarc）、開關機、硬件監(jiān)控。

  • 第三方的監(jiān)控軟件、設備（snmp、agent）對物理設施進行監(jiān)控。

  • 存儲設備：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，華為存儲。

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

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)大文件句柄，控制的是能打開文件大數(shù)量  

用戶限制參數(shù)（MySQL 可以不設置以下配置）：

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

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（關閉）：

    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。

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

數(shù)據(jù)庫參數(shù)優(yōu)化

①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)

②連接層（基礎優(yōu)化）

設置合理的連接客戶和連接方式：

max_connections           # 大連接數(shù)，看交易筆數(shù)設置    
max_connect_errors        # 大錯誤連接數(shù)，能大則大
connect_timeout           # 連接超時
max_user_connections      # 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

③SQL 層（基礎優(yōu)化）

query_cache_size：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         # 可以不設置
max_binlog_size               # 可以不設置
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

參考文章：

  • https://www.cnblogs.com/zishengY/p/6892345.html

  • https://www.jianshu.com/p/d7665192aaaf

出處：https://www.cnblogs.com/clsn/p/8214048.html

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本文地址：http://muchs.cn/article18/djghgp.html

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