MySQL优化总结

Posted 2021-03-18

前言

优化有风险，涉足需谨慎！！！

1、优化可能带来的问题？

优化不总是对一个单纯的环境进行，还很可能是一个复杂的已投产的系统。

优化手段本来就有很大的风险，只不过我们可能没有能力意识到和预见到！

任何的技术可以解决一个问题，但必然存在带来一个问题的风险！

对于优化来说解决问题而带来的问题，控制在可接受的范围内才是有成果，保持现状或出现更差的情况都是失败。

2、优化的需求

• 稳定性和业务的持续性，通常比性能更重要。
• 优化不可避免涉及到变更，变更就有风险。
• 优化使性能变好，维持和变差使等概率事件。
• 切记优化，应该是各部门协同参与的工作，任何单一部门都不能对数据库进行优化。
• 所有优化工作，是由业务需要驱使的。

3、优化由谁参与

在进行数据库优化时，应该由DBA、业务部门代表、应用程序设计人员、应用程序开发人员、运维等相关人员共同参与。

4、优化思路

在数据库优化上由两个主要方面：即安全与性能。

• 安全：数据可持续性。
• 性能：数据的高性能访问。

5、优化的范围有哪些？

存储、主机和操作系统方面：

• 主机架构稳定性；
• I/O规划及配置；
• Swap交换分区；
• OS内核参数和网络问题；
• 应用程序方面；
• 应用程序稳定性；
• SQL语句性能；
• 串行访问资源；
• 性能欠佳会话管理；
• 这个应用适不适合用mysql；

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数据库优化方面：

• 内存；
• 数据库结构（物理&逻辑）；
• 实例配置；

注：不管是在设计系统，定位问题还是优化，都可以按照上面顺序执行。

6、优化维度

数据库优化维度有以下四个：

• 硬件；
• 系统配置；
• 数据库表结构；
• SQL及索引；

优化选择：

• 优化成本:硬件>系统配置>数据库表结构>SQL及索引
• 优化效果:硬件<系统配置<数据库表结构< SQL及索引

7、优化工具

检查问题常用工具如下：

• msyqladmin #mysql客户端，可进行管理操作；
• mysqlshow #功能强大的查看shell命令；
• show [SESSION|GLOBAL] variables #查看数据库参数信息
• SHOW [SESSION|GLOBAL] STATUS #查看数据库的状态信息
• information_schema # 获取元数据的方法
• SHOW ENGINE INNODB STATUS #Innodb#引擎的所有状态
• SHOW PROCESSLIST #查看当前所有连接session状态
• explain #获取查询语句的执行计划
• show index #查看表的索引信息
• slow-log #记录慢查询语句
• mysqldumpslow #分析slowlog文件的
• mysqlslap #分析慢日志
• mysql?profiling #统计数据库整体状态工具
• Performance?Schema?mysql #性能状态统计的数据
• mysqlslap #分析慢日志
  第三方工具：
• zabbix #监控主机、系统、数据库（部署zabbix监控平台）
• pt-query-digest #分析慢日志
• sysbench #压力测试工具
• workbench #管理、备份、监控、分析、优化工具（比较费资源）

8、数据库层面问题解决思路

针对突然的业务办理卡顿，无法进行正常的业务处理！需要立马解决的场景！

1、show processlist
2、show index from table;
3、通过执行计划判断，索引问题（有没有、合不合理）或者语句本身问题
4、show status like ‘%lock%‘; # 查询锁状态
5、kill SESSION_ID; # 杀掉有问题的session

常规调优思路

针对业务周期性的卡顿，例如在每天10-11点业务特别慢，但是还能够使用，过了这段时间就好了。

1、查看slowlog，分析slowlog，分析出查询慢的语句。
2、按照一定优先级，进行一个一个的排查所有慢语句。
3、分析top sql，进行explain调试，查看语句执行时间。
4、调整索引或语句本身。

系统层面

cpu方面：
vmstat、sar?top、htop、nmon、mpstat

内存：
free、ps?-aux?、

IO设备（磁盘、网络）：
iostat、?ss?、?netstat?、?iptraf、iftop、lsof、

9、系统层面问题解决办法

在实际的生产中，一般认为 cpu只要不超过90%都没什么问题 。

当然不排除下面这些特殊情况：

问题一：cpu负载高，IO负载低

原因如下：

• 内存不够，磁盘性能差
• SQL问题：去数据库层，进一步排查sql问题
• IO出问题了（磁盘到临界了、raid设计不好、raid降级、锁、在单位时间内tps过高）
• tps过高: 大量的小数据IO、大量的全表扫描

问题二：IO负载高，cpu负载低

• 大量小的IO 写操作：
• autocommit ，产生大量小IO
• IO/PS,磁盘的一个定值，硬件出厂的时候，厂家定义的一个每秒最大的IO次数。
• 大量大的IO 写操作
• SQL问题的几率比较大

问题三：IO和cpu负载都很高

硬件不够了或sql存在问题

10、 基础优化

定位问题点:
硬件 --> 系统 --> 应用 --> 数据库 --> 架构（高可用、读写分离、分库分表）

处理方向

明确优化目标、性能和安全的折中、防患未然。

硬件优化

主机方面：

• 根据数据库类型，主机CPU选择、内存容量选择、磁盘选择
• 平衡内存和磁盘资源
• 随机的I/O和顺序的I/O
• 主机 RAID卡的BBU(Battery Backup Unit)关闭

cpu的选择：

cpu的两个关键因素：核数、主频

根据不同的业务类型进行选择：

• cpu密集型：计算比较多，OLTP 主频很高的cpu、核数还要多
• IO密集型：查询比较，OLAP 核数要多，主频不一定高的

内存的选择：

• OLAP类型数据库，需要更多内存，和数据获取量级有关。
• OLTP类型数据一般内存是cpu核心数量的2倍到4倍，没有最佳实践。

存储方面：

• 根据存储数据种类的不同，选择不同的存储设备
• 配置合理的RAID级别(raid5、raid10、热备盘)

对与操作系统来讲，不需要太特殊的选择，最好做好冗余（raid1）（ssd、sas 、sata）

raid卡：主机raid卡选择：

• 实现操作系统磁盘的冗余（raid1）
• 平衡内存和磁盘资源
• 随机的I/O和顺序的I/O
• 主机 RAID卡的BBU(Battery Backup Unit)要关闭。

网络设备方面：

• 使用流量支持更高的网络设备（交换机、路由器、网线、网卡、HBA卡）

注意：以上这些规划应该在初始设计系统时就应该考虑好。

服务器硬件优化

1、物理状态灯：
2、自带管理设备：远程控制卡（FENCE设备：ipmi ilo idarc），开关机、硬件监控。
3、第三方的监控软件、设备（snmp、agent）对物理设施进行监控
4、存储设备：自带的监控平台。EMC2（hp收购了）， 日立（hds），IBM低端OEM hds，高端存储是自己技术，华为存储

系统优化

Cpu：

基本不需要调整，在硬件选择方面下功夫即可。

内存：

基本不需要调整，在硬件选择方面下功夫即可。

SWAP：

MySQL尽量避免使用swap。阿里云的服务器中默认swap为0

IO ：

raid、no lvm、 ext4或xfs、ssd、IO调度策略

不使用swap分区

/proc/sys/vm/swappiness的内容改成0（临时）

/etc/sysctl.conf上添加vm.swappiness=0（永久）

这个参数决定了Linux是倾向于使用swap，还是倾向于释放文件系统cache。在内存紧张的情况下，数值越低越倾向于释放文件系统cache。当然，这个参数只能减少使用swap的概率，并不能避免Linux使用swap。

修改MySQL的配置参数innodb_flush_method，开启O_DIRECT模式。这种情况下，InnoDB的buffer pool会直接绕过文件系统cache来访问磁盘，但是redo log依旧会使用文件系统cache。值得注意的是，Redo log是覆写模式的，即使使用了文件系统的cache，也不会占用太多。

IO调度策略

#echo deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler #临时修改为deadline

永久修改如下：

$ vi?/boot/grub/grub.conf

#更改到如下内容:

kernel?/boot/vmlinuz-2.6.18-8.el5?ro?root=LABEL=/?elevator=deadline?rhgb?quiet

11、系统参数调整

Linux系统内核参数优化：

$vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_local_port_range?=102465535#?用户端口范围?
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog?=4096
net.ipv4.tcp_fin_timeout?=30
fs.file-max=65535#?系统最大文件句柄，控制的是能打开文件最大数量

用户限制参数（mysql可以不设置以下配置）

$vim/etc/security/limits.conf
*?soft?nproc65535
*?hard?nproc65535
*?soft?nofile65535
*?hard?nofile65535

12、应用优化

业务应用和数据库应用独立,防火墙：iptables、selinux等其他无用服务(关闭)：

$ 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

安装图形界面的服务器不要启动图形界面 runlevel 3,另外，将来我们的业务是否真的需要MySQL，还是使用其他种类的数据库。用数据库的最高境界就是不用数据库。

13、数据库优化

SQL优化方向：

执行计划、索引、SQL改写

架构优化方向：

高可用架构、高性能架构、分库分表

14、数据库参数优化

调整：

• 实例整体（高级优化，扩展）
• thread_concurrency #并发线程数量个数?
• sort_buffer_size #排序缓存?
• read_buffer_size #顺序读取缓存?
• read_rnd_buffer_size #随机读取缓存?
• key_buffer_size #索引缓存?
• thread_cache_size #线程缓存(1G—>8,?2G—>16,?3G>32，3G—>64)

连接层（基础优化）

设置合理的连接客户和连接方式：

• max_connections #最大连接数，看交易笔数设置?
• max_connect_errors #最大错误连接数，能大则大?
• connect_timeout #连接超时?
• max_user_connections #最大用户连接数?
• skip-name-resolve #跳过域名解析?
• wait_timeout #等待超时?
• back_log #可以在堆栈中的连接数量

SQL层（基础优化）

query_cache_size： 查询缓存
OLAP类型数据库,需要重点加大此内存缓存.
但是一般不会超过GB.
对于经常被修改的数据，缓存会立马失效。
我们可以实用内存数据库（redis、memecache），替代他的功能。

15、存储引擎层（innodb基础优化参数）

• default-storage-engine
• innodb_buffer_pool_size # 没有固定大小，50%测试值，看看情况再微调。但是尽量设置不要超过物理内存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个成员以下,一般2-3个够用（iblogfile0-N）?
• innodb_max_dirty_pages_pct #达到百分之75的时候刷写?内存脏页到磁盘。?
• max_binlog_cache_size #可以不设置?
• max_binlog_size #可以不设置?
• innodb_additional_mem_pool_size #小于2G内存的机器，推荐值是20M。32G内存以上100M

注：在生产环境中，数据库的各个参数都是随着需求去更改的，但是没有必要去为了更改一个配置参数去重启数据库，但是我们可以先将需要更改的配置项设置为全局环境变量，以便生效，然后再写入配置文件中，只要数据库不重启，设置的环境变量就不会失效，一旦重启，配置文件就会生效。

配置文件可以参考如下格式：

$ 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

———————— 本文至此结束，感谢阅读 ————————