一篇全面的 MySQL 高性能優(yōu)化實(shí)戰(zhàn)總結(jié)！
1 前言
在進(jìn)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(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。
2 優(yōu)化的哲學(xué)
2.1 優(yōu)化可能帶來的問題
- 優(yōu)化不總是對一個(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)化手段本來就有很大的風(fēng)險(xiǎn)，只不過你沒能力意識到和預(yù)見到！
- 任何的技術(shù)可以解決一個(gè)問題，但必然存在帶來一個(gè)問題的風(fēng)險(xiǎn)！
- 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??！
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數(shù)據(jù)庫進(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)化由誰參與
在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫優(yōu)化時(shí)，應(yīng)由數(shù)據(jù)庫管理員、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、存儲管理員等，業(yè)務(wù)相關(guān)人員共同參與。
3 優(yōu)化思路
3.1 優(yōu)化什么
在數(shù)據(jù)庫優(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
3.2 優(yōu)化的范圍有哪些
存儲、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(gè)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(shí)例配置
說明：不管是在，設(shè)計(jì)系統(tǒng)，定位問題還是優(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)庫優(yōu)化維度有四個(gè):
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)
4 優(yōu)化工具有啥？
4.1 數(shù)據(jù)庫層面
檢查問題常用工具
- mysql
- msyqladmin mysql客戶端，可進(jìn)行管理操作
- mysqlshow 功能強(qiáng)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(dāng)前所有連接session狀態(tài)
- explain 獲取查詢語句的執(zhí)行計(jì)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(jī)、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)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(jì)數(shù)據(jù)庫整體狀態(tài)工具
- Performance Schema mysql性能狀態(tài)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)
- workbench 管理、備份、監(jiān)控、分析、優(yōu)化工具（比較費(fèi)資源）
關(guān)于zabbix參考：http://www.cnblogs.com/clsn/p/7885990.html
4.2 數(shù)據(jù)庫層面問題解決思路
一般應(yīng)急調(diào)優(yōu)的思路：
針對突然的業(yè)務(wù)辦理卡頓，無法進(jìn)行正常的業(yè)務(wù)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(jié)果集>30;
show index from table;
3、通過執(zhí)行計(jì)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(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，過了這段時(shí)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(jìn)行一個(gè)一個(gè)的排查所有慢語句。
3、分析top sql，進(jìn)行explain調(diào)試，查看語句執(zhí)行時(shí)間。
4、調(diào)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(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請求”。多個(gè)邏輯請求可能會被合并為“一次I/O請求”。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)層面問題解決辦法
當(dāng)然不排除下面這些特殊情況：
問題一：cpu負(fù)載高，IO負(fù)載低
- 內(nèi)存不夠
- 磁盤性能差
- SQL問題 →去數(shù)據(jù)庫層，進(jìn)一步排查sql問題
- IO出問題了（磁盤到臨界了、raid設(shè)計(jì)不好、raid降級、鎖、在單位時(shí)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(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問題的幾率比較大
問題三：IO和cpu負(fù)載都很高
- 硬件不夠了或sql存在問題
5 基礎(chǔ)優(yōu)化
5.1 優(yōu)化思路
定位問題點(diǎn)吮吸
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，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(shí)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(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）對物理設(shè)施進(jìn)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
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。
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))
- /proc/sys/vm/swappiness的內(nèi)容改成0（臨時(shí)），/etc/sysctl.conf上添加vm.swappiness=0（永久）
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(shí)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
5.5 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)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 nproc 65535
- * hard nproc 65535
- * soft nofile 65535
- * hard nofile 65535
5.6 應(yīng)用優(yōu)化
業(yè)務(wù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用獨(dú)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 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(wù)器不要啟動圖形界面 runlevel 3
另外，思考將來我們的業(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。
6 數(shù)據(jù)庫優(yōu)化
SQL優(yōu)化方向：
架構(gòu)優(yōu)化方向：
高可用架構(gòu)、高性能架構(gòu)、分庫分表
6.1 數(shù)據(jù)庫參數(shù)優(yōu)化
調(diào)整：
實(shí)例整體（高級優(yōu)化，擴(kuò)展）：
- thread_concurrency # 并發(fā)線程數(shù)量個(gè)數(shù)
- sort_buffer_size # 排序緩存
- read_buffer_size # 順序讀取緩存
- read_rnd_buffer_size # 隨機(jī)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(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(cuò)誤連接數(shù)，能大則大
- connect_timeout # 連接超時(shí)
- 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(shí)
- 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(diǎn)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(shí)用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫（redis、memecache），替代他的功能。
6.2 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(gè)成員以下,一般2-3個(gè)夠用（iblogfile0-N）
- innodb_max_dirty_pages_pct # 達(dá)到百分之75的時(shí)候刷寫 內(nèi)存臟頁到磁盤。log_bin
- 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(jī)器，推薦值是20M。32G內(nèi)存以上100M
