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，是一個非常棘手的問題，多數情況都是因為對數據庫出現問題的情況和處理思路不清晰。在進行MySQL的優(yōu)化之前必須要了解的就是MySQL的查詢過程，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。
今天給大家體驗MySQL的優(yōu)化實戰(zhàn)，助你高薪之路順暢！
圖 - MySQL查詢過程
二、優(yōu)化的哲學
注意：優(yōu)化有風險，涉足需謹慎！
2.1、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的系統(tǒng)。
優(yōu)化手段本來就有很大的風險，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，但必然存在帶來一個問題的風險！
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才是有成果。
保持現狀或出現更差的情況都是失??！
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！
優(yōu)化不可避免涉及到變更，變更就有風險！
優(yōu)化使性能變好，維持和變差是等概率事件！
切記優(yōu)化,應該是各部門協(xié)同，共同參與的工作，任何單一部門都不能對數據庫進行優(yōu)化！
所以優(yōu)化工作,是由業(yè)務需要驅使的?。?！
2.3、優(yōu)化由誰參與 在進行數據庫優(yōu)化時，應由數據庫管理員、業(yè)務部門代表、應用程序架構師、應用程序設計人員、應用程序開發(fā)人員、硬件及系統(tǒng)管理員、存儲管理員等，業(yè)務相關人員共同參與。
三、優(yōu)化思路
3.1、優(yōu)化什么
在數據庫優(yōu)化上有兩個主要方面：即安全與性能。
安全 ---> 數據可持續(xù)性
性能 ---> 數據的高性能訪問
3.2、優(yōu)化的范圍有哪些
存儲、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內核參數和網絡問題
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
數據庫優(yōu)化方面:
內存
數據庫結構(物理&邏輯)
實例配置
說明：不管是在，設計系統(tǒng)，定位問題還是優(yōu)化，都可以按照這個順序執(zhí)行。
3.3、優(yōu)化維度
數據庫優(yōu)化維度有四個：
硬件、系統(tǒng)配置、數據庫表結構、SQL及索引。
優(yōu)化選擇：
優(yōu)化成本:硬件>系統(tǒng)配置>數據庫表結構>SQL及索引
優(yōu)化效果:硬件<系統(tǒng)配置<數據庫表結構<SQL及索引
四、優(yōu)化工具有啥？
4.1、數據庫層面
檢查問題常用工具：
不常用但好用的工具：
4.2、數據庫層面問題解決思路
一般應急調優(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！需要立馬解決的場景！
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 函數 結果集>30;
show index from table;3、通過執(zhí)行計劃判斷，索引問題（有沒有、合不合理）或者語句本身問題
4、show status like '%lock%'; # 查詢鎖狀態(tài)
kill SESSION_ID; # 殺掉有問題的session
常規(guī)調優(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，但是還能夠使用，過了這段時間就好了。
1、查看slowlog，分析slowlog，分析出查詢慢的語句。
2、按照一定優(yōu)先級，進行一個一個的排查所有慢語句。
3、分析top sql，進行explain調試，查看語句執(zhí)行時間。
4、調整索引或語句本身。
4.3、系統(tǒng)層面
cpu方面：
vmstat、sar top、htop、nmon、mpstat
內存：
free 、ps -aux 、
IO設備（磁盤、網絡）：
iostat 、 ss 、 netstat 、 iptraf、iftop、lsof、
vmstat 命令說明：
Procs：r顯示有多少進程正在等待CPU時間。b顯示處于不可中斷的休眠的進程數量。在等待I/O
Memory：swpd顯示被交換到磁盤的數據塊的數量。未被使用的數據塊，用戶緩沖數據塊，用于操作系統(tǒng)的數據塊的數量
Swap：操作系統(tǒng)每秒從磁盤上交換到內存和從內存交換到磁盤的數據塊的數量。s1和s0最好是0
Io：每秒從設備中讀入b1的寫入到設備b0的數據塊的數量。反映了磁盤I/O
System：顯示了每秒發(fā)生中斷的數量(in)和上下文交換(cs)的數量
Cpu：顯示用于運行用戶代碼，系統(tǒng)代碼，空閑，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?！耙淮蝹鬏敗币馑际恰耙淮蜪/O請求”。多個邏輯請求可能會被合并為“一次I/O請求”。
iops ：硬件出廠的時候，廠家定義的一個每秒最大的IO次數,"一次傳輸"請求的大小是未知的。
kB_read/s：每秒從設備（drive expressed）讀取的數據量；
KB_wrtn/s：每秒向設備（drive expressed）寫入的數據量；
kB_read：讀取的總數據量；
kB_wrtn：寫入的總數量數據量；這些單位都為Kilobytes。
4.4、系統(tǒng)層面問題解決辦法
你認為到底負載高好，還是低好呢？
在實際的生產中，一般認為 cpu只要不超過90%都沒什么問題 。
當然不排除下面這些特殊情況：
問題一：cpu負載高，IO負載低
內存不夠
磁盤性能差
SQL問題 ------>去數據庫層，進一步排查sql問題
IO出問題了（磁盤到臨界了、raid設計不好、raid降級、鎖、在單位時間內tps過高）
tps過高: 大量的小數據IO、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 ，產生大量小IO
IO/PS,磁盤的一個定值，硬件出廠的時候，廠家定義的一個每秒最大的IO次數。
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、基礎優(yōu)化
5.1、優(yōu)化思路
定位問題點:
硬件 --> 系統(tǒng) --> 應用 --> 數據庫 --> 架構（高可用、讀寫分離、分庫分表）
處理方向：
明確優(yōu)化目標、性能和安全的折中、防患未然
5.2、硬件優(yōu)化
主機方面：
根據數據庫類型，主機CPU選擇、內存容量選擇、磁盤選擇
平衡內存和磁盤資源
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、主頻
根據不同的業(yè)務類型進行選擇：
cpu密集型：計算比較多，OLTP 主頻很高的cpu、核數還要多
IO密集型：查詢比較，OLAP 核數要多，主頻不一定高的
內存的選擇：
OLAP類型數據庫，需要更多內存，和數據獲取量級有關。
OLTP類型數據一般內存是cpu核心數量的2倍到4倍，沒有最佳實踐。
存儲方面：
根據存儲數據種類的不同，選擇不同的存儲設備
配置合理的RAID級別(raid5、raid10、熱備盤)
對與操作系統(tǒng)來講，不需要太特殊的選擇，最好做好冗余（raid1）（ssd、sas 、sata）
raid卡：主機raid卡選擇：
實現操作系統(tǒng)磁盤的冗余（raid1）
平衡內存和磁盤資源
隨機的I/O和順序的I/O
主機 RAID卡的BBU(Battery Backup Unit)要關閉。
網絡設備方面：
使用流量支持更高的網絡設備（交換機、路由器、網線、網卡、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、服務器硬件優(yōu)化
1、物理狀態(tài)燈：
2、自帶管理設備：遠程控制卡（FENCE設備：ipmi ilo idarc），開關機、硬件監(jiān)控。
3、第三方的監(jiān)控軟件、設備（snmp、agent）對物理設施進行監(jiān)控
4、存儲設備：自帶的監(jiān)控平臺。EMC2（hp收購了）， 日立（hds），IBM低端OEM hds，高端存儲是自己技術，華為存儲
5.4、系統(tǒng)優(yōu)化
Cpu：
基本不需要調整，在硬件選擇方面下功夫即可。
內存：
基本不需要調整，在硬件選擇方面下功夫即可。
SWAP：
MySQL盡量避免使用swap。阿里云的服務器中默認swap為0
IO ：
raid、no lvm、 ext4或xfs、ssd、IO調度策略
Swap調整(不使用swap分區(qū))
這個參數決定了Linux是傾向于使用swap，還是傾向于釋放文件系統(tǒng)cache。在內存緊張的情況下，數值越低越傾向于釋放文件系統(tǒng)cache。當然，這個參數只能減少使用swap的概率，并不能避免Linux使用swap。
修改MySQL的配置參數innodb_flush_method，開啟O_DIRECT模式。這種情況下，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。值得注意的是，Redo log是覆寫模式的，即使使用了文件系統(tǒng)的cache，也不會占用太多
IO調度策略：
5.5、系統(tǒng)參數調整
Linux系統(tǒng)內核參數優(yōu)化：
用戶限制參數（mysql可以不設置以下配置）：
5.6、應用優(yōu)化
業(yè)務應用和數據庫應用獨立,防火墻：iptables、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，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據庫。用數據庫的最高境界就是不用數據庫。
六、數據庫優(yōu)化
SQL優(yōu)化方向：
執(zhí)行計劃、索引、SQL改寫
架構優(yōu)化方向：
高可用架構、高性能架構、分庫分表
6.1、數據庫參數優(yōu)化
調整：
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類型數據庫,需要重點加大此內存緩存.
但是一般不會超過GB.
對于經常被修改的數據，緩存會立馬失效。
我們可以實用內存數據庫（redis、memecache），替代他的功能。
6.2、存儲引擎層（innodb基礎優(yōu)化參數）
7 參考文獻
