一、前言

MySQL對于很多Linux從業(yè)者而言，是一個非常棘手的問題，多數(shù)情況都是因為對數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)問題的情況和處理思路不清晰。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。

今天給大家體驗MySQL的優(yōu)化實戰(zhàn)！

圖 - MySQL查詢過程

二、優(yōu)化的哲學

注意：優(yōu)化有風險，涉足需謹慎！

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(chǎn)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(nèi)才是有成果。

保持現(xiàn)狀或出現(xiàn)更差的情況都是失敗！

2.2、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(jù)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(jù)庫優(yōu)化時，應由數(shù)據(jù)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。

三、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(nèi)核參數(shù)和網(wǎng)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(jù)庫優(yōu)化方面:

內(nèi)存

數(shù)據(jù)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(jù)庫優(yōu)化維度有四個：

硬件、系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)庫表結構、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)庫表結構>SQL及索引

優(yōu)化效果:硬件<系統(tǒng)配置<數(shù)據(jù)庫表結構

四、優(yōu)化工具有啥？

4.1、數(shù)據(jù)庫層面

檢查問題常用工具：

不常用但好用的工具：

4.2、數(shù)據(jù)庫層面問題解決思路

一般應急調(diào)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 sexselect 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(diào)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(diào)試，查看語句執(zhí)行時間。

4、調(diào)整索引或語句本身。

4.3、系統(tǒng)層面

cpu方面：

vmstat、sartop、htop、nmon、mpstat

內(nèi)存：

free、ps-aux、

IO設備（磁盤、網(wǎng)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(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：每秒從設備中讀入b1的寫入到設備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(jù)量；

KB_wrtn/s：每秒向設備（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

你認為到底負載高好，還是低好呢？

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

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

五、基礎優(yōu)化

5.1、優(yōu)化思路

定位問題點:

硬件 --> 系統(tǒng) --> 應用 --> 數(shù)據(jù)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(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)關閉

cpu的選擇：

cpu的兩個關鍵因素：核數(shù)、主頻

根據(jù)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(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。

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)要關閉。

網(wǎng)絡設備方面：

使用流量支持更高的網(wǎng)絡設備（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(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。阿里云的服務器中默認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：

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可以不設置以下配置）：

5.6、應用優(yōu)化

業(yè)務應用和數(shù)據(jù)庫應用獨立,防火墻：iptables、selinux等其他無用服務(關閉)：

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(jù)庫。用數(shù)據(jù)庫的最高境界就是不用數(shù)據(jù)庫。

六、數(shù)據(jù)庫優(yōu)化

SQL優(yōu)化方向：

執(zhí)行計劃、索引、SQL改寫

架構優(yōu)化方向：

高可用架構、高性能架構、分庫分表

6.1、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）

連接層（基礎優(yōu)化）

設置合理的連接客戶和連接方式

SQL層（基礎優(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。

6.2、存儲引擎層（innodb基礎優(yōu)化參數(shù)）