一、前言

MySQL對(duì)于很多Linux從業(yè)者而言，是一個(gè)非常棘手的問(wèn)題，多數(shù)情況都是因?yàn)閷?duì)數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)問(wèn)題的情況和處理思路不清晰。在進(jìn)行MySQL的優(yōu)化之前必須要了解的就是MySQL的查詢過(guò)程，很多的查詢優(yōu)化工作實(shí)際上就是遵循一些原則讓MySQL的優(yōu)化器能夠按照預(yù)想的合理方式運(yùn)行而已。

今天給大家體驗(yàn)MySQL的優(yōu)化實(shí)戰(zhàn)！

圖 - MySQL查詢過(guò)程

二、優(yōu)化的哲學(xué)

注意：優(yōu)化有風(fēng)險(xiǎn)，涉足需謹(jǐn)慎！

2.1、優(yōu)化可能帶來(lái)的問(wèn)題

優(yōu)化不總是對(duì)一個(gè)單純的環(huán)境進(jìn)行，還很可能是一個(gè)復(fù)雜的已投產(chǎn)的系統(tǒng)。

優(yōu)化手段本來(lái)就有很大的風(fēng)險(xiǎn)，只不過(guò)你沒能力意識(shí)到和預(yù)見到！

任何的技術(shù)可以解決一個(gè)問(wèn)題，但必然存在帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)！

對(duì)于優(yōu)化來(lái)說(shuō)解決問(wèn)題而帶來(lái)的問(wèn)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??！

2.2、優(yōu)化的需求

穩(wěn)定性和業(yè)務(wù)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(fēng)險(xiǎn)！

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(yīng)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(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行優(yōu)化！

所以優(yōu)化工作,是由業(yè)務(wù)需要驅(qū)使的?。?！

2.3、優(yōu)化由誰(shuí)參與

在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化時(shí)，應(yīng)由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員、業(yè)務(wù)部門代表、應(yīng)用程序架構(gòu)師、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)人員、應(yīng)用程序開發(fā)人員、硬件及系統(tǒng)管理員、存儲(chǔ)管理員等，業(yè)務(wù)相關(guān)人員共同參與。

三、優(yōu)化思路

3.1、優(yōu)化什么

在數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化上有兩個(gè)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(wèn)

3.2、優(yōu)化的范圍有哪些

存儲(chǔ)、主機(jī)和操作系統(tǒng)方面:

主機(jī)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(wèn)題

應(yīng)用程序方面:

應(yīng)用程序穩(wěn)定性

SQL語(yǔ)句性能

串行訪問(wèn)資源

性能欠佳會(huì)話管理

這個(gè)應(yīng)用適不適合用MySQL

數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化方面:

內(nèi)存

數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)(物理&邏輯)

實(shí)例配置

說(shuō)明：不管是在，設(shè)計(jì)系統(tǒng)，定位問(wèn)題還是優(yōu)化，都可以按照這個(gè)順序執(zhí)行。

3.3、優(yōu)化維度

數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化維度有四個(gè)：

硬件、系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)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(kù)表結(jié)構(gòu)

四、優(yōu)化工具有啥？

4.1、數(shù)據(jù)庫(kù)層面

檢查問(wèn)題常用工具：

不常用但好用的工具：

4.2、數(shù)據(jù)庫(kù)層面問(wèn)題解決思路

一般應(yīng)急調(diào)優(yōu)的思路：

針對(duì)突然的業(yè)務(wù)辦理卡頓，無(wú)法進(jìn)行正常的業(yè)務(wù)處理！需要立馬解決的場(chǎng)景！

1、show processlist

2、explain select id ,name from stu where name='clsn'; # ALL id name age sexselect id,name from stu where id=2-1 函數(shù) 結(jié)果集>30;show index from table;

3、通過(guò)執(zhí)行計(jì)劃判斷，索引問(wèn)題（有沒有、合不合理）或者語(yǔ)句本身問(wèn)題

4、show status like '%lock%'; # 查詢鎖狀態(tài)kill SESSION_ID; # 殺掉有問(wèn)題的session

常規(guī)調(diào)優(yōu)思路：

針對(duì)業(yè)務(wù)周期性的卡頓，例如在每天10-11點(diǎn)業(yè)務(wù)特別慢，但是還能夠使用，過(guò)了這段時(shí)間就好了。

1、查看slowlog，分析slowlog，分析出查詢慢的語(yǔ)句。

2、按照一定優(yōu)先級(jí)，進(jìn)行一個(gè)一個(gè)的排查所有慢語(yǔ)句。

3、分析top sql，進(jìn)行explain調(diào)試，查看語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)間。

4、調(diào)整索引或語(yǔ)句本身。

4.3、系統(tǒng)層面

cpu方面：

vmstat、sartop、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(shuō)明：

Procs：r顯示有多少進(jìn)程正在等待CPU時(shí)間。b顯示處于不可中斷的休眠的進(jìn)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(yùn)行用戶代碼，系統(tǒng)代碼，空閑，等待I/O的CPU時(shí)間

iostat命令說(shuō)明

實(shí)例命令： iostat -dk 1 5

iostat -d -k -x 5 （查看設(shè)備使用率（%util）和響應(yīng)時(shí)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(qǐng)求”。多個(gè)邏輯請(qǐng)求可能會(huì)被合并為“一次I/O請(qǐng)求”。

iops ：硬件出廠的時(shí)候，廠家定義的一個(gè)每秒最大的IO次數(shù),"一次傳輸"請(qǐng)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(wèn)題解決辦法

你認(rèn)為到底負(fù)載高好，還是低好呢？

在實(shí)際的生產(chǎn)中，一般認(rèn)為 cpu只要不超過(guò)90%都沒什么問(wèn)題 。

當(dāng)然不排除下面這些特殊情況：

問(wèn)題一：cpu負(fù)載高，IO負(fù)載低

內(nèi)存不夠

磁盤性能差

SQL問(wèn)題 ------>去數(shù)據(jù)庫(kù)層，進(jìn)一步排查sql問(wèn)題

IO出問(wèn)題了（磁盤到臨界了、raid設(shè)計(jì)不好、raid降級(jí)、鎖、在單位時(shí)間內(nèi)tps過(guò)高）

tps過(guò)高: 大量的小數(shù)據(jù)IO、大量的全表掃描

問(wèn)題二：IO負(fù)載高，cpu負(fù)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(gè)定值，硬件出廠的時(shí)候，廠家定義的一個(gè)每秒最大的IO次數(shù)。

大量大的IO 寫操作

SQL問(wèn)題的幾率比較大

問(wèn)題三：IO和cpu負(fù)載都很高

硬件不夠了或sql存在問(wèn)題

五、基礎(chǔ)優(yōu)化

5.1、優(yōu)化思路

定位問(wèn)題點(diǎn):

硬件 --> 系統(tǒng) --> 應(yīng)用 --> 數(shù)據(jù)庫(kù) --> 架構(gòu)（高可用、讀寫分離、分庫(kù)分表）

處理方向：

明確優(yōu)化目標(biāo)、性能和安全的折中、防患未然

5.2、硬件優(yōu)化

主機(jī)方面：

根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)類型，主機(jī)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(jī)的I/O和順序的I/O

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

cpu的選擇：

cpu的兩個(gè)關(guān)鍵因素：核數(shù)、主頻

根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型進(jìn)行選擇：

cpu密集型：計(jì)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(kù)，需要更多內(nèi)存，和數(shù)據(jù)獲取量級(jí)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(shí)踐。

存儲(chǔ)方面：

根據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)種類的不同，選擇不同的存儲(chǔ)設(shè)備

配置合理的RAID級(jí)別(raid5、raid10、熱備盤)

對(duì)與操作系統(tǒng)來(lái)講，不需要太特殊的選擇，最好做好冗余（raid1）（ssd、sas 、sata）

raid卡：主機(jī)raid卡選擇：

實(shí)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(jī)的I/O和順序的I/O

主機(jī) 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(jī)、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(jì)系統(tǒng)時(shí)就應(yīng)該考慮好。

5.3、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(yuǎn)程控制卡（FENCE設(shè)備：ipmi ilo idarc），開關(guān)機(jī)、硬件監(jiān)控。

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

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

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(wù)器中默認(rèn)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))

這個(gè)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(dāng)然，這個(gè)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(huì)直接繞過(guò)文件系統(tǒng)cache來(lái)訪問(wèn)磁盤，但是redo log依舊會(huì)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(huì)占用太多

IO調(diào)度策略：

5.5、系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整

Linux系統(tǒng)內(nèi)核參數(shù)優(yōu)化：

用戶限制參數(shù)（mysql可以不設(shè)置以下配置）：

5.6、應(yīng)用優(yōu)化

業(yè)務(wù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用獨(dú)立,防火墻：iptables、selinux等其他無(wú)用服務(wù)(關(guān)閉)：

安裝圖形界面的服務(wù)器不要啟動(dòng)圖形界面 runlevel 3,另外，思考將來(lái)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(kù)。用數(shù)據(jù)庫(kù)的最高境界就是不用數(shù)據(jù)庫(kù)。

六、數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化

SQL優(yōu)化方向：

執(zhí)行計(jì)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(kù)分表

6.1、數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)優(yōu)化

調(diào)整：

實(shí)例整體（高級(jí)優(yōu)化，擴(kuò)展）

連接層（基礎(chǔ)優(yōu)化）

設(shè)置合理的連接客戶和連接方式

SQL層（基礎(chǔ)優(yōu)化）

query_cache_size： 查詢緩存

OLAP類型數(shù)據(jù)庫(kù),需要重點(diǎn)加大此內(nèi)存緩存.

但是一般不會(huì)超過(guò)GB.

對(duì)于經(jīng)常被修改的數(shù)據(jù)，緩存會(huì)立馬失效。

我們可以實(shí)用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)（redis、memecache），替代他的功能。

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