作者 ：慘綠少年
來源：http://clsn.io/clsn/lx287.html
一、前言
MySQL對于很多Linux從業(yè)者而言屡贺，是一個非常棘手的問題蠢棱，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锌杀。在進行MySQL的優(yōu)化之前必須要了解的就是MySQL的查詢過程甩栈，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泻仙。
今天給大家體驗MySQL的優(yōu)化實戰(zhàn)，助你高薪之路順暢量没！
圖 - MySQL查詢過程
二玉转、優(yōu)化的哲學
注意：優(yōu)化有風險，涉足需謹慎殴蹄！
2.1究抓、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)袭灯。
優(yōu)化手段本來就有很大的風險刺下，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稽荧，但必然存在帶來一個問題的風險橘茉！
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)更差的情況都是失斠陶伞畅卓！
2.2、優(yōu)化的需求
穩(wěn)定性和業(yè)務可持續(xù)性,通常比性能更重要蟋恬！
優(yōu)化不可避免涉及到變更翁潘，變更就有風險！
優(yōu)化使性能變好歼争，維持和變差是等概率事件拜马！
切記優(yōu)化,應該是各部門協(xié)同，共同參與的工作沐绒，任何單一部門都不能對數(shù)據(jù)庫進行優(yōu)化俩莽！
所以優(yōu)化工作,是由業(yè)務需要驅使的！Ｈ髀佟豹绪！
2.3、優(yōu)化由誰參與 在進行數(shù)據(jù)庫優(yōu)化時申眼，應由數(shù)據(jù)庫管理員瞒津、業(yè)務部門代表、應用程序架構師括尸、應用程序設計人員巷蚪、應用程序開發(fā)人員、硬件及系統(tǒng)管理員濒翻、存儲管理員等屁柏，業(yè)務相關人員共同參與啦膜。
三、優(yōu)化思路
3.1淌喻、優(yōu)化什么
在數(shù)據(jù)庫優(yōu)化上有兩個主要方面：即安全與性能僧家。
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
存儲裸删、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：不管是在八拱，設計系統(tǒng)，定位問題還是優(yōu)化涯塔，都可以按照這個順序執(zhí)行肌稻。
3.3、優(yōu)化維度
數(shù)據(jù)庫優(yōu)化維度有四個：
硬件匕荸、系統(tǒng)配置爹谭、數(shù)據(jù)庫表結構、SQL及索引榛搔。
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<SQL及索引
四诺凡、優(yōu)化工具有啥？
4.1药薯、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绑洛、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)務處理童本！需要立馬解決的場景真屯！
1、show processlist
2穷娱、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) 結果集>30;
show index from table;3绑蔫、通過執(zhí)行計劃判斷，索引問題（有沒有泵额、合不合理）或者語句本身問題
4配深、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)務特別慢嫁盲，但是還能夠使用篓叶，過了這段時間就好了。
1羞秤、查看slowlog缸托，分析slowlog，分析出查詢慢的語句瘾蛋。
2俐镐、按照一定優(yōu)先級，進行一個一個的排查所有慢語句哺哼。
3佩抹、分析top sql叼风，進行explain調(diào)試，查看語句執(zhí)行時間棍苹。
4无宿、調(diào)整索引或語句本身。
4.3廊勃、系統(tǒng)層面
cpu方面：
vmstat懈贺、sar top经窖、htop坡垫、nmon、mpstat
內(nèi)存：
free 画侣、ps -aux 冰悠、
IO設備（磁盤、網(wǎng)絡）：
iostat 配乱、 ss 溉卓、 netstat 、 iptraf搬泥、iftop桑寨、lsof、
vmstat 命令說明：
Procs：r顯示有多少進程正在等待CPU時間忿檩。b顯示處于不可中斷的休眠的進程數(shù)量尉尾。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)塊燥透，用戶緩沖數(shù)據(jù)塊沙咏，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)量班套。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肢藐，系統(tǒng)代碼，空閑吱韭，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)吆豹。“一次傳輸”意思是“一次I/O請求”理盆。多個邏輯請求可能會被合并為“一次I/O請求”痘煤。
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熏挎。
kB_read/s：每秒從設備（drive expressed）讀取的數(shù)據(jù)量速勇；
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)量坎拐；
kB_wrtn：寫入的總數(shù)量數(shù)據(jù)量烦磁；這些單位都為Kilobytes养匈。
4.4、系統(tǒng)層面問題解決辦法
你認為到底負載高好都伪，還是低好呢呕乎？
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 陨晶。
當然不排除下面這些特殊情況：
問題一：cpu負載高猬仁，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（磁盤到臨界了先誉、raid設計不好湿刽、raid降級、鎖褐耳、在單位時間內(nèi)tps過高）
tps過高: 大量的小數(shù)據(jù)IO诈闺、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 铃芦，產(chǎn)生大量小IO
IO/PS,磁盤的一個定值雅镊，硬件出廠的時候，廠家定義的一個每秒最大的IO次數(shù)刃滓。
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
五仁烹、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（高可用咧虎、讀寫分離卓缰、分庫分表）
處理方向：
明確優(yōu)化目標、性能和安全的折中老客、防患未然
5.2僚饭、硬件優(yōu)化
主機方面：
根據(jù)數(shù)據(jù)庫類型，主機CPU選擇胧砰、內(nèi)存容量選擇鳍鸵、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：計算比較多尉间，OLTP 主頻很高的cpu偿乖、核數(shù)還要多
IO密集型：查詢比較，OLAP 核數(shù)要多哲嘲，主頻不一定高的
內(nèi)存的選擇：
OLAP類型數(shù)據(jù)庫贪薪，需要更多內(nèi)存，和數(shù)據(jù)獲取量級有關眠副。
OLTP類型數(shù)據(jù)一般內(nèi)存是cpu核心數(shù)量的2倍到4倍画切，沒有最佳實踐。
存儲方面：
根據(jù)存儲數(shù)據(jù)種類的不同囱怕，選擇不同的存儲設備
配置合理的RAID級別(raid5霍弹、raid10毫别、熱備盤)
對與操作系統(tǒng)來講，不需要太特殊的選擇典格，最好做好冗余（raid1）（ssd岛宦、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)要關閉耍缴。
網(wǎng)絡設備方面：
使用流量支持更高的網(wǎng)絡設備（交換機砾肺、路由器、網(wǎng)線防嗡、網(wǎng)卡变汪、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本鸣、服務器硬件優(yōu)化
1疫衩、物理狀態(tài)燈：
2、自帶管理設備：遠程控制卡（FENCE設備：ipmi ilo idarc）荣德，開關機、硬件監(jiān)控童芹。
3涮瞻、第三方的監(jiān)控軟件、設備（snmp假褪、agent）對物理設施進行監(jiān)控
4署咽、存儲設備：自帶的監(jiān)控平臺。EMC2（hp收購了）生音， 日立（hds）宁否，IBM低端OEM hds，高端存儲是自己技術缀遍，華為存儲
5.4慕匠、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域醇。
內(nèi)存：
基本不需要調(diào)整台谊，在硬件選擇方面下功夫即可。
SWAP：
MySQL盡量避免使用swap譬挚。阿里云的服務器中默認swap為0
IO ：
raid锅铅、no lvm、 ext4或xfs减宣、ssd盐须、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漆腌。在內(nèi)存緊張的情況下贼邓，數(shù)值越低越傾向于釋放文件系統(tǒng)cache姨蟋。當然，這個參數(shù)只能減少使用swap的概率立帖，并不能避免Linux使用swap眼溶。
修改MySQL的配置參數(shù)innodb_flush_method，開啟O_DIRECT模式晓勇。這種情況下堂飞，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绑咱。值得注意的是绰筛，Redo log是覆寫模式的，即使使用了文件系統(tǒng)的cache描融，也不會占用太多
IO調(diào)度策略：
5.5铝噩、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窿克、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,另外骏庸，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)庫年叮。用數(shù)據(jù)庫的最高境界就是不用數(shù)據(jù)庫具被。
六、數(shù)據(jù)庫優(yōu)化
SQL優(yōu)化方向：
執(zhí)行計劃只损、索引一姿、SQL改寫
架構優(yōu)化方向：
高可用架構、高性能架構跃惫、分庫分表
6.1叮叹、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)爆存，緩存會立馬失效蛉顽。
我們可以實用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫（redis、memecache）终蒂，替代他的功能蜂林。
6.2、存儲引擎層（innodb基礎優(yōu)化參數(shù)）
7 參考文獻
