叶金荣：MySQL通用优化技巧

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本文根据 DevOps华南运维圈@UCloud微信群的「运维在线」栏目的嘉宾分享整理而成。「运维在线」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：

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。