MySQL優(yōu)化總結(jié)

前言

優(yōu)化有風險，涉足需謹慎?。?！

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(fù)雜的已投產(chǎn)的系統(tǒng)。

優(yōu)化手段本來就有很大的風險，只不過我們可能沒有能力意識到和預(yù)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、優(yōu)化的需求

• 穩(wěn)定性和業(yè)務(wù)的持續(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，維持和變差使等概率事件。
• 切記優(yōu)化，應(yīng)該是各部門協(xié)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。
• 所有優(yōu)化工作，是由業(yè)務(wù)需要驅(qū)使的。

3、優(yōu)化由誰參與

在進行數(shù)據(jù)庫優(yōu)化時，應(yīng)該由DBA、業(yè)務(wù)部門代表、應(yīng)用程序設(shè)計人員、應(yīng)用程序開發(fā)人員、運維等相關(guān)人員共同參與。

4、優(yōu)化思路

在數(shù)據(jù)庫優(yōu)化上由兩個主要方面：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。

5、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(yīng)用程序方面；
• 應(yīng)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(yīng)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；

注：不管是在設(shè)計系統(tǒng)，定位問題還是優(yōu)化，都可以按照上面順序執(zhí)行。

6、優(yōu)化維度

數(shù)據(jù)庫優(yōu)化維度有以下四個：

• 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

7、優(yōu)化工具

檢查問題常用工具如下：

• 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
• mysqlslap #分析慢日志
• 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)
• mysqlslap #分析慢日志
  第三方工具：
• 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
• sysbench #壓力測試工具
• workbench #管理、備份、監(jiān)控、分析、優(yōu)化工具（比較費資源）

8、數(shù)據(jù)庫層面問題解決思路

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

1、show processlist
2、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)
5、kill SESSION_ID; # 殺掉有問題的session

常規(guī)調(diào)優(yōu)思路

針對業(yè)務(wù)周期性的卡頓，例如在每天10-11點業(yè)務(wù)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。

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、

9、系統(tǒng)層面問題解決辦法

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

原因如下：

• 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

10、 基礎(chǔ)優(yōu)化

定位問題點:
硬件 --> 系統(tǒng) --> 應(yīng)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

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(wù)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(yīng)該在初始設(shè)計系統(tǒng)時就應(yīng)該考慮好。

服務(wù)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

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(wù)器中默認swap為0

IO ：

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

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

永久修改如下：

$ 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

11、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?=102465535#?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?nproc65535
*?hard?nproc65535
*?soft?nofile65535
*?hard?nofile65535

12、應(yīng)用優(yōu)化

業(yè)務(wù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用獨立,防火墻：iptables、selinux等其他無用服務(wù)(關(guān)閉)：

$ chkconfig --level 23456 acpid off
$ chkconfig?--level 23456 anacronoff
$ chkconfig?--level 23456 autofsoff
$ chkconfig?--level 23456 avahi-daemonoff
$ chkconfig?--level 23456 bluetoothoff
$ chkconfig?--level 23456 cupsoff
$ chkconfig?--level 23456 firstbootoff
$ chkconfig?--level 23456 haldaemonoff
$ chkconfig?--level 23456 hplipoff
$ chkconfig?--level 23456 ip6tablesoff
$ chkconfig?--level 23456 iptablesoff
$ chkconfig?--level 23456 isdnoff
$ chkconfig?--level 23456 pcscdoff
$ chkconfig?--level 23456 sendmailoff
$ chkconfig?--level 23456 yum-updatesdoff

安裝圖形界面的服務(wù)器不要啟動圖形界面 runlevel 3,另外，將來我們的業(yè)務(wù)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。

13、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

14、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 #線程緩存(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。

15、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。?
• 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

注：在生產(chǎn)環(huán)境中，數(shù)據(jù)庫的各個參數(shù)都是隨著需求去更改的，但是沒有必要去為了更改一個配置參數(shù)去重啟數(shù)據(jù)庫，但是我們可以先將需要更改的配置項設(shè)置為全局環(huán)境變量，以便生效，然后再寫入配置文件中，只要數(shù)據(jù)庫不重啟，設(shè)置的環(huán)境變量就不會失效，一旦重啟，配置文件就會生效。

配置文件可以參考如下格式：

$ cat /etc/my.cnf
[mysqld]
basedir=/usr/local/mysql
datadir=/usr/local/mysql/data
port=3306
server_id=1 
slow_query_log = 1
slow_query_log_file = /usr/local/mysql/data/slow-query.log
long_query_time = 1
log-queries-not-using-indexes
max_connections = 1024
back_log = 128
wait_timeout = 60
interactive_timeout = 7200
key_buffer_size=256M
query_cache_size = 256M
query_cache_type=1
query_cache_limit=50M
max_connect_errors=20
sort_buffer_size = 2M
max_allowed_packet=32M
join_buffer_size=2M
thread_cache_size=200
innodb_buffer_pool_size = 2048M
innodb_flush_log_at_trx_commit = 1
innodb_log_buffer_size=32M
innodb_log_file_size=128M
innodb_log_files_in_group=3
log-bin=mysql-bin
binlog_cache_size=2M
max_binlog_cache_size=8M
max_binlog_size=512M
expire_logs_days=7
read_buffer_size=1M
read_rnd_buffer_size=16M
bulk_insert_buffer_size=64M
log-error = /usr/local/mysql/data/mysqld.err

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