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MySQL常见的底层优化操作教程及相关建议

程序员文章站 2024-02-26 08:17:34
1、硬件层相关优化 1.1、cpu相关    在服务器的bios设置中,可调整下面的几个配置,目的是发挥cpu最大性能,或者避免经典的numa问题:...

1、硬件层相关优化

1.1、cpu相关

   在服务器的bios设置中,可调整下面的几个配置,目的是发挥cpu最大性能,或者避免经典的numa问题:

(1)、选择performance per watt optimized(dapc)模式,发挥cpu最大性能,跑db这种通常需要高运算量的服务就不要考虑节电了;
(2)、关闭c1e和c states等选项,目的也是为了提升cpu效率;
(3)、memory frequency(内存频率)选择maximum performance(最佳性能);

(4)、内存设置菜单中,启用node interleaving,避免numa问题;
1.2、磁盘i/o相关

   下面几个是按照iops性能提升的幅度排序,对于磁盘i/o可优化的一些措施:

(1)、使用ssd或者pcie ssd设备,至少获得数百倍甚至万倍的iops提升;
(2)、购置阵列卡同时配备cache及bbu模块,可明显提升iops(主要是指机械盘,ssd或pcie ssd除外。同时需要定期检查cache及bbu模块的健康状况,确保意外时不至于丢失数据);

(3)、有阵列卡时,设置阵列写策略为wb,甚至force wb(若有双电保护,或对数据安全性要求不是特别高的话),严禁使用wt策略。并且闭阵列预读策略,基本上是鸡肋,用处不大;

(4)、尽可能选用raid-10,而非raid-5;

(5)、使用机械盘的话,尽可能选择高转速的,例如选用15krpm,而不是7.2krpm的盘,不差几个钱的;
2、系统层相关优化

2.1、文件系统层优化

   在文件系统层,下面几个措施可明显提升iops性能:

(1)、使用deadline/noop这两种i/o调度器,千万别用cfq(它不适合跑db类服务);
(2)、使用xfs文件系统,千万别用ext3;ext4勉强可用,但业务量很大的话,则一定要用xfs;

(3)、文件系统mount参数中增加:noatime, nodiratime, nobarrier几个选项(nobarrier是xfs文件系统特有的);
2.2、其他内核参数优化

   针对关键内核参数设定合适的值,目的是为了减少swap的倾向,并且让内存和磁盘i/o不会出现大幅波动,导致瞬间波峰负载:

(1)、将vm.swappiness设置为5-10左右即可,甚至设置为0(rhel 7以上则慎重设置为0,除非你允许oom kill发生),以降低使用swap的机会;
(2)、将vm.dirty_background_ratio设置为5-10,将vm.dirty_ratio设置为它的两倍左右,以确保能持续将脏数据刷新到磁盘,避免瞬间i/o写,产生严重等待(和mysql中的innodb_max_dirty_pages_pct类似);

(3)、将net.ipv4.tcp_tw_recycle、net.ipv4.tcp_tw_reuse都设置为1,减少time_wait,提高tcp效率;

(4)、至于网传的read_ahead_kb、nr_requests这两个参数,我经过测试后,发现对读写混合为主的oltp环境影响并不大(应该是对读敏感的场景更有效果),不过没准是我测试方法有问题,可自行斟酌是否调整;

3、mysql层相关优化

3.1、关于版本选择

   官方版本我们称为oracle mysql,这个没什么好说的,相信绝大多数人会选择它。

   我个人强烈建议选择percona分支版本,它是一个相对比较成熟的、优秀的mysql分支版本,在性能提升、可靠性、管理型方面做了不少改善。它和官方oracle mysql版本基本完全兼容,并且性能大约有20%以上的提升,因此我优先推荐它,我自己也从2008年一直以它为主。

   另一个重要的分支版本是mariadb,说mariadb是分支版本其实已经不太合适了,因为它的目标是取代oracle mysql。它主要在原来的mysql server层做了大量的源码级改进,也是一个非常可靠的、优秀的分支版本。但也由此产生了以gtid为代表的和官方版本无法兼容的新特性(mysql 5.7开始,也支持gtid模式在线动态开启或关闭了),也考虑到绝大多数人还是会跟着官方版本走,因此没优先推荐mariadb。

3.2、关于最重要的参数选项调整建议

   建议调整下面几个关键参数以获得较好的性能:
(1)、选择percona或mariadb版本的话,强烈建议启用thread pool特性,可使得在高并发的情况下,性能不会发生大幅下降。此外,还有extra_port功能,非常实用, 关键时刻能救命的。还有另外一个重要特色是 query_response_time 功能,也能使我们对整体的sql响应时间分布有直观感受;

(2)、设置default-storage-engine=innodb,也就是默认采用innodb引擎,强烈建议不要再使用myisam引擎了,innodb引擎绝对可以满足99%以上的业务场景;

(3)、调整innodb_buffer_pool_size大小,如果是单实例且绝大多数是innodb引擎表的话,可考虑设置为物理内存的50% ~ 70%左右;

(4)、根据实际需要设置innodb_flush_log_at_trx_commit、sync_binlog的值。如果要求数据不能丢失,那么两个都设为1。如果允许丢失一点数据,则可分别设为2和10。而如果完全不用care数据是否丢失的话(例如在slave上,反正大不了重做一次),则可都设为0。这三种设置值导致数据库的性能受到影响程度分别是:高、中、低,也就是第一个会另数据库最慢,最后一个则相反;

(5)、设置innodb_file_per_table = 1,使用独立表空间,我实在是想不出来用共享表空间有什么好处了;

(6)、设置innodb_data_file_path = ibdata1:1g:autoextend,千万不要用默认的10m,否则在有高并发事务时,会受到不小的影响;

(7)、设置innodb_log_file_size=256m,设置innodb_log_files_in_group=2,基本可满足90%以上的场景;

(8)、设置long_query_time = 1,而在5.5版本以上,已经可以设置为小于1了,建议设置为0.05(50毫秒),记录那些执行较慢的sql,用于后续的分析排查;

(9)、根据业务实际需要,适当调整max_connection(最大连接数)、max_connection_error(最大错误数,建议设置为10万以上,而open_files_limit、innodb_open_files、table_open_cache、table_definition_cache这几个参数则可设为约10倍于max_connection的大小;

(10)、常见的误区是把tmp_table_size和max_heap_table_size设置的比较大,曾经见过设置为1g的,这2个选项是每个连接会话都会分配的,因此不要设置过大,否则容易导致oom发生;其他的一些连接会话级选项例如:sort_buffer_size、join_buffer_size、read_buffer_size、read_rnd_buffer_size等,也需要注意不能设置过大;

(11)、由于已经建议不再使用myisam引擎了,因此可以把key_buffer_size设置为32m左右,并且强烈建议关闭query cache功能;
3.3、关于schema设计规范及sql使用建议

   下面列举了几个常见有助于提升mysql效率的schema设计规范及sql使用建议:

(1)、所有的innodb表都设计一个无业务用途的自增列做主键,对于绝大多数场景都是如此,真正纯只读用innodb表的并不多,真如此的话还不如用tokudb来得划算;

(2)、字段长度满足需求前提下,尽可能选择长度小的。此外,字段属性尽量都加上not null约束,可一定程度提高性能;

(3)、尽可能不使用text/blob类型,确实需要的话,建议拆分到子表中,不要和主表放在一起,避免select * 的时候读性能太差。

(4)、读取数据时,只选取所需要的列,不要每次都select *,避免产生严重的随机读问题,尤其是读到一些text/blob列;

(5)、对一个varchar(n)列创建索引时,通常取其50%(甚至更小)左右长度创建前缀索引就足以满足80%以上的查询需求了,没必要创建整列的全长度索引;

(6)、通常情况下,子查询的性能比较差,建议改造成join写法;

(7)、多表联接查询时,关联字段类型尽量一致,并且都要有索引;

(8)、多表连接查询时,把结果集小的表(注意,这里是指过滤后的结果集,不一定是全表数据量小的)作为驱动表;

(9)、多表联接并且有排序时,排序字段必须是驱动表里的,否则排序列无法用到索引;

(10)、多用复合索引,少用多个独立索引,尤其是一些基数(cardinality)太小(比如说,该列的唯一值总数少于255)的列就不要创建独立索引了;

(11)、类似分页功能的sql,建议先用主键关联,然后返回结果集,效率会高很多;
3.4、其他建议

   关于mysql的管理维护的其他建议有:

(1)、通常地,单表物理大小不超过10gb,单表行数不超过1亿条,行平均长度不超过8kb,如果机器性能足够,这些数据量mysql是完全能处理的过来的,不用担心性能问题,这么建议主要是考虑online ddl的代价较高;

(2)、不用太担心mysqld进程占用太多内存,只要不发生oom kill和用到大量的swap都还好;

(3)、在以往,单机上跑多实例的目的是能最大化利用计算资源,如果单实例已经能耗尽大部分计算资源的话,就没必要再跑多实例了;

(4)、定期使用pt-duplicate-key-checker检查并删除重复的索引。定期使用pt-index-usage工具检查并删除使用频率很低的索引;

(5)、定期采集slow query log,用pt-query-digest工具进行分析,可结合anemometer系统进行slow query管理以便分析slow query并进行后续优化工作;

(6)、可使用pt-kill杀掉超长时间的sql请求,percona版本中有个选项 innodb_kill_idle_transaction 也可实现该功能;

(7)、使用pt-online-schema-change来完成大表的online ddl需求;

(8)、定期使用pt-table-checksum、pt-table-sync来检查并修复mysql主从复制的数据差异;