DB优化Mysql面试

深入学习MySQL优化

2019-02-16  本文已影响297人  赵客缦胡缨v吴钩霜雪明

MySQL高性能优化实战总结

MySQL 的查询过程如下图，很多的查询优化工作实际上就是遵循一些原则。


image.png

优化的哲学

注：优化有风险，修改需谨慎。

优化可能带来的问题：

优化的需求：

所以优化工作，是由业务需求驱使的！

优化由谁参与？在进行数据库优化时，应由数据库管理员、业务部门代表、应用程序架构师、应用程序设计人员、应用程序开发人员、硬件及系统管理员、存储管理员等，业务相关人员共同参与。

优化思路

优化什么？

在数据库优化上有两个主要方面：

优化的范围有哪些？

存储、主机和操作系统方面：

应用程序方面：

数据库优化方面：

说明：不管是设计系统、定位问题还是优化，都可以按照这个顺序执行。

优化维度

数据库优化维度有如下四个：

优化选择：

优化工具

数据库层面

检查问题常用的 12 个工具：

不常用但好用的 7 个工具：

数据库层面问题解决思路

一般应急调优的思路：针对突然的业务办理卡顿，无法进行正常的业务处理，需要马上解决的场景。

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 函数 结果集>30;
　　　 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
　　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，一个一个排查所有慢语句；
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。

vmstat 命令说明：

iostat 命令说明：

系统层面问题解决办法

你认为到底负载高好，还是低好呢？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。

CPU 负载高，IO 负载低：

IO 负载高，CPU 负载低：

IO和 CPU 负载都很高：

基础优化

优化思路

定位问题点吮吸：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

①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：

②CPU 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：

③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。

④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）。

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

主机 raid 卡选择：

⑤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

服务器硬件优化关键点：

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。

Swap 调整(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：

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

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 = 1024 65535：# 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 nproc 65535
* hard nproc 65535
* soft nofile 65535
* hard nofile 65535

1.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 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

安装图形界面的服务器不要启动图形界面 runlevel 3。

另外，思考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。

2.优化方向

SQL 优化方向：

架构优化方向：

3.参数优化

①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：# (1G—>8, 2G—>16, 3G—>32, >3G—>64)

②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

③SQL 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，缓存会马上失效。我们可以使用内存数据库（redis、memecache），替代它的功能。

4.存储引擎层优化

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。
log_bin
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
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