MySQL通用优化技巧 | Ucloud运维在线微信群分享
2015-09-17 MySQL中文网
本文根据DevOps华南运维圈@UCloud微信群「大话运维」的嘉宾分享整理而成。「大话运维」将邀请业界运维前线技术专家作为分享嘉宾，分享技术趋势和技术实战，为运维朋友提供各种踩坑、躲坑、绕坑新技能。
嘉宾介绍
叶金荣
Oracle MySQL ACE，国内最早的MySQL推广者。2006年创办国内首个MySQL专业技术网站 MySQL 中文网。资深MySQL专家，10余年MySQL经验，擅长MysQL性能优化、架构设计、故障排查。
内容提纲
- MySQL的特点；
- 硬件、系统优化；
- MySQL 配置优化；
- SCHEMA设计优化；
- SQL 优化；
- 其他优化。
MySQL 的特点
首先，需要明确的是。想要做好MySQL优化，需要先了解MySQL都有哪些特点：
简言之，MySQL一般用于互联网业务的数据持久化存储，并且用于保证数据的一致性、可靠性，而不是用于：
复杂查询；复杂运算；大二进制存储。
等奇葩用途。
CPU的利用特点
看看MySQL不同版本对CPU多核的支持、利用情况：
建议：
- 采用最新MySQL版本，以提升其CPU利用率；
- 每个SQL足够简单，不要太过复杂；
- 每个连接足够快速完成，不要“恋战”。
内存利用特点
内存利用、管理方面有什么特点呢？
建议：
- 关闭query cache；
- 采用InnoDB；
- 采用Percona\MariaDB分支版本；
- 简单KV数据用NOSQL存储，不使用MySQL。
磁盘的利用特点
最后看下磁盘I/O方面的特点：
建议：
- 使用多盘提升整体I/O性能；
- 多使用高速I/O设备；
- 尽量加大内存，缓解I/O负载。
MySQL 优化
了解完MySQL各方面的特点后，我们可以开始进行优化工作了。
在开始之前，我们需要先明确几点：
- 为何而优化？领导指派\用户投诉\监控预警\没事找事？当前跑得好好的话，就没必要折腾神马优化没事找抽，即便想练手，也要悠着点，防止误操作；
- 优化的目标是什么，说白了，就是要解决什么瓶颈，切忌在过程中偏离初心；
- 计算投入产出比，比如为了让性能提升1%而投入1人月，基本上是非常不划算了，还不如去干点别的；
- 优化前做好现场信息采集，优化后再次采集做对比，确认优化成果（用来邀功啊，让老板看到你的成绩，年底加加薪什么的，最起码也能锻炼总结归纳文档能力吧）。
通常，我们进行MySQL优化工作的套路是这样的：
确认需求，先明确当前的运行状态，是否真的需要进行优化，别没事找事；
常见瓶颈：
- 绝大多数瓶颈在于I/O子系统；
- 若CPU很高，90%以上是因为索引不当；
- 发生swap时，可能因为内存分配太小或过大；
- iowait太高时，想办法从索引角度入手优化，以及提高I/O设备性能，增加内存，减少排序，减少SELECT一次性读取数据量。
常用优化策略
- 瞬间并发很高，采用thread pool；
- 频繁order by\group by，索引入手；
- 适当调整内存，不要太大或太小。一般ibp设置为50% ~ 70%为宜；
- iowait高，加内存，提高iops，减少数据读写；
制定方案时，重点解决发生频率高的问题（量变更容易引起质变）；回顾反馈，整理文档，回顾总结，从零散资料中总结出规律，预防风险再次出现。
一般采用下面几个瓶颈分析工具：
绝大多数情况下，有经验的工程师靠sysstat工具集中的就足够了，很多问题一看现象大概就能知道瓶颈何在。
在MySQL层面，有哪些确认瓶颈的手段呢？
硬件、系统优化
我们继续MySQL优化之旅。先来看看从硬件以及OS层面，都有哪些可以优化的。首先主要是BIOS中关于CPU和内存的参数调整，其次是RAID方面的优化。
再来看看几个参考配置图：
1、CPU选择最大性能模式，避免节能模式导致性能不足
2、关闭NUMA，降低swap概率
3、采用RAID-10，并且选择FORCE WB
在OS层面，可以有几个优化手段：
- 调整IO Scheduler
- 使用XFS
- 调整其他内核选项备
备注：
- vm.swappiness，降低发生swap的几率
- vm.dirty_background_ratio & vm.dirty_ratio，避免瞬间大量I/O请求导致系统卡死
从这个压测结果可以看到noop/deadline有明显优势
这个io scheduler还可以在线修改的哦，还等神马？
echo deadline > /sys/block/sdc/queue/scheduler在用PCIe SSD设备做测试时，XFS的IOPS能跑到ext4的4倍，表现非常好。
还有什么理由不用XFS呢？
xfs挂载参数：
/dev/sdc1 /data xfs defaults,noatime,nodiratime,nobarrier 0 0格式化参数不用特别指定，默认的即可。
MySQL配置优化
前面讲到，给MySQL分配的内存不要太大或太小，那么多少合适呢。
首先，要搞清楚MySQL的内存都由哪些部分组成：
- global buffers和oracle的SGA一个意思，就是全局一次分配，多个线程间共享。
- thread buffers和oracle的PGA一个意思，每个线程单独分配，线程间不能相互共享，因此不要分配过大，避免内存不够使用，发生OOM。
原则： 对这些选项调整时，不要照猫画虎随便调整，要先做到心里有数，了解其具体作用才动手。
看看innodb_flush_log_at_trx_commit分别为0、1、2的性能对比如：
如果再启用binlog后的对比：
最后，再加上sync_binlog选项不同设置的对比：
备注： 这3个测试结果图均来自Percona。
结论&建议：
- 想要保证数据安全，就设置 trx_commit =1 & sync_binlog = 1
- 在slave上或非关键场景，可以都改成0
SCHEMA设计优化
接下来看看MySQL的模式（SCHEMA）设计优化要点：
要点：
- 默认地，使用InnoDB引擎，别上MyISAM给自己找事；
- InnoDB必须要有自增（或类似自增）属性的主键；
- 不使用或少使用TEXT/BLOB列；
- NOT NULL主要是为了优化索引效率；
- 若无特殊需求，均可使用latin1字符集，否则用utf8\utf8mb4等大字符集保证通用性。
其他要点：
SQL优化
SQL优化层面有几个要点：
以及 COUNT(*)、大分页 的优化要点：
接下来，我们来看看EXPLAIN的结果中，有哪些关键信息要注意的。首先看下EXPLAIN结果的type列，都可以给我们什么信息：
再看看Extra列有哪些状态要引起重视：
以及
MySQL的慢日志可用下面的工具来进行解析和管理：
pt-query-digest + Box Anemometer的案例，可以对slow log进行便捷管理。
关于JOIN优化有下面的几个关键点：
接下来看看哪些情况下，无法有效使用索引的：
再看看几个杀手级SQL的案例及其优化建议：
在平时，我们登入MySQL服务器后，如果觉得有问题，可以重点关注下面的一些线程状态：
其他优化
关于DBA的利器，常用percona-toolkit工具简介：
附：关于MariaDB及Percona分支版本的简介
Q&A
Q1:多实例，进程会不会抢占？每个事例都是单独起的。
A：除了OS层面的资源会相互影响外，其他的不会。比如某个实例消耗特别多cpu资源的话，那么其他实例也会跟着受影响，这是必然的，除非用虚拟化等方式做隔离。
Q2:SSD建议单盘还是Raid？
A：如果不担心丢数据，单盘呗。如果怕丢的话，那显然不能单盘了。随机io很高的话，raid5就不合适了。不过除非采用ssd，用raid5也不怕了。事实上，raid卡反而会影响（降低）ssd性能的发挥，但为了数据可靠性，没办法，还好影响不算特别大。
Q3: 能介绍一下哪些业务场景适合哪种RAID吗？
A：1、高随机IO，用Raid10；2、需要大容量，用Raid5。基本就这两种方案，事实上，因为SSD的IOPS性能已经很不错了，很多企业会选择直接用3块盘构建Raid5。毋庸置疑，上了PCIE SSD，可以避免很多问题，或者DBA可以少干很多活，至少可以缓解。
Q4: nnodb_buffer_pool_instances应该如何设置？
A：ibp的instance一般不超过8为宜，超过8的话，可能有反作用，不过多个instance的前提是，平均到每个instance的ibp不能小于2G，否则也没啥意义。
Q5: No text,or in compressed是指如果使用text的话，建议压缩吗？在压缩数据方面，叶老师有什么经验吗。
A：对的，建议不要在InnoDB中存储大量文本。需要的话，事先压缩好再存进去。不需要检索的文本，可以统统压缩后存进去，不是用InnoDB的压缩格式哦，是事先外部压缩后存储，文本内容在存储进去前先压缩好，不是用InnoDB的compressed这种row format，那会被坑惨的，性能损失9层，只有一半压缩比，还不如用TokuDB算了。
Q6:MariaDB和MySQL的优缺点，以及大神怎么看Maria有否取代MySQL的趋势？
A：想要取代还早呢，没那么容易，而且也没必要取代，作为补充就ok。除非哪天MySQL官方版本闭源了，或者支持很差。
Q7:新的业务系统，是建议继续用MySQL5.5或以上，还是用mariaDB？
A：建议优先Percona 5.6，其次是MySQL 5.6，最末才是MariaDB。
Q8:你们的数据库备份是用Percona的工具进行吗？每周一全备，每天一增量？用这些工具备份，会不会出现恢复不了的情况？这个有没有办法验证备份是否“正常” ？
A：工具则以xtrabackup为主，mysqldump为辅，数量不是巨大的话，每天一全备，大多有slave做热备，所以就没定期增备了。Mydumper也有些不太爽的，也比较小众就是，备份文件一定要做恢复性测试，千万别只备份不恢复测试，关键时刻会死人的。
Q9:恢复性测试怎么做 有流程方案指导一下吗？
A：简单的：数据恢复，简单查询验证数量，关键数据什么的；复杂的：搭测试环境呗。
Q10:有没有什么效率较高的验证备份有效性的工具或者方法？还是只好把库恢复出来核对？
A：mysqldump或mydumper备份的文件，可以用grep简单快速验证；xtrabackup的话，只能看文件大小，或者做全量恢复了。