一篇全面的 MySQL 高性能優(yōu)化實戰(zhàn)總結！

作者：慘綠少年 2019-09-03 09:41:48

新聞系統(tǒng)運維

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。

1 前言

一篇全面的 MySQL 高性能優(yōu)化實戰(zhàn)總結！

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)據庫進行優(yōu)化！
所以優(yōu)化工作，是由業(yè)務需要驅使的！！！

2.3 優(yōu)化由誰參與

在進行數(shù)據庫優(yōu)化時，應由數(shù)據庫管理員、業(yè)務部門代表、應用程序架構師、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。

3 優(yōu)化思路

3.1 優(yōu)化什么

在數(shù)據庫優(yōu)化上有兩個主要方面：即安全與性能。

安全 → 數(shù)據可持續(xù)性

性能 → 數(shù)據的高性能訪問

3.2 優(yōu)化的范圍有哪些

存儲、主機和操作系統(tǒng)方面:

主機架構穩(wěn)定性
I/O規(guī)劃及配置
Swap交換分區(qū)
OS內核參數(shù)和網絡問題

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)據庫優(yōu)化方面:

內存
數(shù)據庫結構(物理&邏輯)
實例配置

說明：不管是在，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。

3.3 優(yōu)化維度

數(shù)據庫優(yōu)化維度有四個:

硬件、系統(tǒng)配置、數(shù)據庫表結構、SQL及索引

一篇全面的 MySQL 高性能優(yōu)化實戰(zhàn)總結！

優(yōu)化選擇

優(yōu)化成本:硬件>系統(tǒng)配置>數(shù)據庫表結構>SQL及索引
優(yōu)化效果:硬件<系統(tǒng)配置<數(shù)據庫表結構

4 優(yōu)化工具有啥？

4.1 數(shù)據庫層面

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)據庫參數(shù)信息 
SHOW [SESSION | GLOBAL] STATUS             查看數(shù)據庫的狀態(tài)信息 
information_schema                         獲取元數(shù)據的方法 
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)據庫整體狀態(tài)工具 
Performance Schema      mysql性能狀態(tài)統(tǒng)計的數(shù)據 
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

4.2 數(shù)據庫層面問題解決思路

一般應急調優(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調試，查看語句執(zhí)行時間。

4、調整索引或語句本身。

4.3 系統(tǒng)層面

cpu方面

vmstat、sar top、htop、nmon、mpstat

內存

free 、ps -aux

IO設備（磁盤、網絡）

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)據塊的數(shù)量。未被使用的數(shù)據塊，用戶緩沖數(shù)據塊，用于操作系統(tǒng)的數(shù)據塊的數(shù)量

Swap：操作系統(tǒng)每秒從磁盤上交換到內存和從內存交換到磁盤的數(shù)據塊的數(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：每秒從設備（drive expressed）讀取的數(shù)據量；KB_wrtn/s：每秒向設備（drive expressed）寫入的數(shù)據量；kB_read：讀取的總數(shù)據量；kB_wrtn：寫入的總數(shù)量數(shù)據量；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

內存不夠
磁盤性能差
SQL問題 →去數(shù)據庫層，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tps過高）
tps過高: 大量的小數(shù)據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)據庫 → 架構（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：

根據數(shù)據庫類型，主機CPU選擇、內存容量選擇、磁盤選擇
平衡內存和磁盤資源
隨機的I/O和順序的I/O
主機 RAID卡的BBU(Battery Backup Unit)關閉
cpu的選擇：
cpu的兩個關鍵因素：核數(shù)、主頻

根據不同的業(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

內存的選擇：

OLAP類型數(shù)據庫，需要更多內存，和數(shù)據獲取量級有關。
OLTP類型數(shù)據一般內存是cpu核心數(shù)量的2倍到4倍，沒有最佳實踐。

存儲方面：

根據存儲數(shù)據種類的不同，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。

網絡設備方面：

使用流量支持更高的網絡設備（交換機、路由器、網線、網卡、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。

5.3 服務器硬件優(yōu)化

1、物理狀態(tài)燈：

2、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。

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

4、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

5.4 系統(tǒng)優(yōu)化

CPU：

基本不需要調整，在硬件選擇方面下功夫即可。

內存：

基本不需要調整，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調度策略

Swap調整(不使用swap分區(qū))

/proc/sys/vm/swappiness的內容改成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)調整

Linux系統(tǒng)內核參數(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)據庫。用數(shù)據庫的最高境界就是不用數(shù)據庫。

6 數(shù)據庫優(yōu)化

SQL優(yōu)化方向：

執(zhí)行計劃、索引、SQL改寫

架構優(yōu)化方向：

高可用架構、高性能架構、分庫分表

6.1 數(shù)據庫參數(shù)優(yōu)化

調整：

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（基礎優(yōu)化）

設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（基礎優(yōu)化）

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

6.2 存儲引擎層（innodb基礎優(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。但是盡量設置不要超過物理內存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內存的機器，推薦值是20M。32G內存以上100M

責任編輯：張燕妮來源：高效運維

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一篇全面的 MySQL 高性能優(yōu)化實戰(zhàn)總結！

1 前言

2 優(yōu)化的哲學

2.1 優(yōu)化可能帶來的問題

2.2 優(yōu)化的需求

2.3 優(yōu)化由誰參與

3 優(yōu)化思路

3.1 優(yōu)化什么

3.2 優(yōu)化的范圍有哪些

3.3 優(yōu)化維度

4 優(yōu)化工具有啥？

4.1 數(shù)據庫層面

4.2 數(shù)據庫層面問題解決思路

4.3 系統(tǒng)層面

4.4 系統(tǒng)層面問題解決辦法

5 基礎優(yōu)化

5.1 優(yōu)化思路

5.2 硬件優(yōu)化

5.3 服務器硬件優(yōu)化

5.4 系統(tǒng)優(yōu)化

5.5 系統(tǒng)參數(shù)調整

5.6 應用優(yōu)化

6 數(shù)據庫優(yōu)化

6.1 數(shù)據庫參數(shù)優(yōu)化

6.2 存儲引擎層（innodb基礎優(yōu)化參數(shù)）