MYSQL 调优和使用必读

2016-11-18 10:15:28来源:oschina作者:小田天人点击

MYSQL 应该是最流行了 WEB 后端数据库。WEB 开发语言最近发展很快,PHP, Ruby, Python, Java 各有特点,虽然 NOSQL 最近越來越多的被提到,但是相信大部分架构师还是会选择 MYSQL 来做数据存储。


MYSQL 如此方便和稳定,以至于我们在开发 WEB 程序的时候很少想到它。即使想到优化也是程序级别的,比如,不要写过于消耗资源的 SQL 语句。但是除此之外,在整个系统上仍然有很多可以优化的地方。


1. 选择合适的存储引擎: InnoDB

除非你的数据表使用来做只读或者全文检索 (相信现在提到全文检索,没人会用 MYSQL 了),你应该默认选择 InnoDB 。


你自己在测试的时候可能会发现 MyISAM 比 InnoDB 速度快,这是因为: MyISAM 只缓存索引,而 InnoDB 缓存数据和索引,MyISAM 不支持事务。但是 如果你使用 innodb_flush_log_at_trx_commit = 2 可以获得接近的读取性能 (相差百倍) 。



1.1 如何将现有的 MyISAM 数据库转换为 InnoDB:



mysql -u [USER_NAME] -p -e "SHOW TABLES IN [DATABASE_NAME];" | tail -n +2 | xargs -I '{}' echo "ALTER TABLE {} ENGINE=InnoDB;" > alter_table.sql
perl -p -i -e 's/(search_[a-z_]+ ENGINE=)InnoDB//1MyISAM/g' alter_table.sql
mysql -u [USER_NAME] -p [DATABASE_NAME] < alter_table.sql

1.2 为每个表分别创建 InnoDB FILE:



innodb_file_per_table=1

这样可以保证 ibdata1 文件不会过大,失去控制。尤其是在执行 mysqlcheck -o –all-databases 的时候。


2. 保证从内存中读取数据,讲数据保存在内存中


2.1 足够大的 innodb_buffer_pool_size



推荐将数据完全保存在 innodb_buffer_pool_size ,即按存储量规划 innodb_buffer_pool_size 的容量。这样你可以完全从内存中读取数据,最大限度减少磁盘操作。


2.1.1 如何确定 innodb_buffer_pool_size 足够大,数据是从内存读取而不是硬盘?

方法 1


mysql> SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'innodb_buffer_pool_pages_%';
+----------------------------------+--------+
| Variable_name | Value |
+----------------------------------+--------+
| Innodb_buffer_pool_pages_data | 129037 |
| Innodb_buffer_pool_pages_dirty | 362 |
| Innodb_buffer_pool_pages_flushed | 9998 |
| Innodb_buffer_pool_pages_free | 0 | !!!!!!!!
| Innodb_buffer_pool_pages_misc | 2035 |
| Innodb_buffer_pool_pages_total | 131072 |
+----------------------------------+--------+
6 rows in set (0.00 sec)

发现 Innodb_buffer_pool_pages_free 为 0,则说明 buffer pool 已经被用光,需要增大 innodb_buffer_pool_size


InnoDB 的其他几个参数:


innodb_additional_mem_pool_size = 1/200 of buffer_pool
innodb_max_dirty_pages_pct 80%

方法 2


或者用iostat -d -x -k 1命令,查看硬盘的操作。


2.1.2 服务器上是否有足够内存用来规划

执行echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches清除操作系统的文件缓存,可以看到真正的内存使用量。


2.2 数据预热

默认情况,只有某条数据被读取一次,才会缓存在innodb_buffer_pool。所以,数据库刚刚启动,需要进行数据预热,将磁盘上的所有数据缓存到内存中。数据预热可以提高读取速度。


对于 InnoDB 数据库,可以用以下方法,进行数据预热:

将以下脚本保存为MakeSelectQueriesToLoad.sql

SELECT DISTINCT
CONCAT('SELECT ',ndxcollist,' FROM ',db,'.',tb,
' ORDER BY ',ndxcollist,';') SelectQueryToLoadCache
FROM
(
SELECT
engine,table_schema db,table_name tb,
index_name,GROUP_CONCAT(column_name ORDER BY seq_in_index) ndxcollist
FROM
(
SELECT
B.engine,A.table_schema,A.table_name,
A.index_name,A.column_name,A.seq_in_index
FROM
information_schema.statistics A INNER JOIN
(
SELECT engine,table_schema,table_name
FROM information_schema.tables WHERE
engine='InnoDB'
) B USING (table_schema,table_name)
WHERE B.table_schema NOT IN ('information_schema','mysql')
ORDER BY table_schema,table_name,index_name,seq_in_index
) A
GROUP BY table_schema,table_name,index_name
) AA
ORDER BY db,tb
;执行

mysql -uroot -AN < /root/MakeSelectQueriesToLoad.sql > /root/SelectQueriesToLoad.sql每次重启数据库,或者整库备份前需要预热的时候执行:

mysql -uroot < /root/SelectQueriesToLoad.sql > /dev/null 2>&1
2.3 不要让数据存到 SWAP 中

如果是专用 MYSQL 服务器,可以禁用 SWAP,如果是共享服务器,确定 innodb_buffer_pool_size 足够大。或者使用固定的内存空间做缓存,使用 memlock 指令。


3. 定期优化重建数据库

mysqlcheck -o –all-databases会让 ibdata1 不断增大,真正的优化只有重建数据表结构:


CREATE TABLE mydb.mytablenew LIKE mydb.mytable;
INSERT INTO mydb.mytablenew SELECT * FROM mydb.mytable;
ALTER TABLE mydb.mytable RENAME mydb.mytablezap;
ALTER TABLE mydb.mytablenew RENAME mydb.mytable;
DROP TABLE mydb.mytablezap;
4. 减少磁盘写入操作

4.1 使用足够大的写入缓存innodb_log_file_size

但是需要注意如果用 1G 的innodb_log_file_size,假如服务器当机,需要 10 分钟来恢复。


推荐innodb_log_file_size设置为0.25 * innodb_buffer_pool_size


4.2innodb_flush_log_at_trx_commit

0:日志缓冲每秒一次地被写到日志文件,并且对日志文件做到磁盘操作的刷新, 但是在一个事务提交不做任何操作。


1:在每个事务提交时,日志缓冲被写到日志文件,对日志文件做到磁盘操作的 刷新。


2:在每个提交,日志缓冲被写到文件,但不对日志文件做到磁盘操作的刷新。 对日志文件每秒刷新一次。


默认值是 1,也是最安全的设置,即每个事务提交的时候都会从 log buffer 写 到日志文件,而且会实际刷新磁盘,但是这样性能有一定的损失。如果可以容忍在数 据库崩溃的时候损失一部分数据,那么设置成 0 或者 2 都会有所改善。设置成 0,则 在数据库崩溃的时候会丢失那些没有被写入日志文件的事务,最多丢失 1 秒钟的事 务,这种方式是最不安全的,也是效率最高的。设置成 2 的时候,因为只是没有刷新 到磁盘,但是已经写入日志文件,所以只要操作系统没有崩溃,那么并没有丢失数据 , 比设置成 0 更安全一些。


这个选项和写磁盘操作密切相关:


innodb_flush_log_at_trx_commit = 1 则每次修改写入磁盘
innodb_flush_log_at_trx_commit = 0/2 每秒写入磁盘

如果你的应用不涉及很高的安全性 (金融系统),或者基础架构足够安全,或者 事务都很小,都可以用 0 或者 2 来降低磁盘操作。


4.3 避免双写入缓冲

innodb_flush_method=O_DIRECT
5. 提高磁盘读写速度

RAID0 尤其是在使用 EC2 这种虚拟磁盘 (EBS) 的时候,使用软 RAID0 非常重要。


6. 充分使用索引

6.1 查看现有表结构和索引

SHOW CREATE TABLE db1.tb1/G
6.2 添加必要的索引

索引是提高查询速度的唯一方法,比如搜索引擎用的倒排索引是一样的原理。


索引的添加需要根据查询来确定,比如通过慢查询日志或者查询日志,或者通过 EXPLAIN 命令分析查询。


ADD UNIQUE INDEX
ADD INDEX
6.2.1 比如,优化用户验证表:

添加索引


ALTER TABLE users ADD UNIQUE INDEX username_ndx (username);
ALTER TABLE users ADD UNIQUE INDEX username_password_ndx (username,password);

每次重启服务器进行数据预热


echo “select username,password from users;” > /var/lib/mysql/upcache.sql

添加启动脚本到 my.cnf


[mysqld]
init-file=/var/lib/mysql/upcache.sql
6.2.2 使用自动加索引的框架或者自动拆分表结构的框架

比如,Rails 这样的框架,会自动添加索引,Drupal 这样的框架会自动拆分表结构。会在你开发的初期指明正确的方向。所以,经验不太丰富的人一开始就追求从 0 开始构建,实际是不好的做法。


7. 分析查询日志和慢查询日志

记录所有查询,这在用 ORM 系统或者生成查询语句的系统很有用。


log=/var/log/mysql.log

注意不要在生产环境用,否则会占满你的磁盘空间。


记录执行时间超过 1 秒的查询:


long_query_time=1
log-slow-queries=/var/log/mysql/log-slow-queries.log
8. 激进的方法,使用内存磁盘

现在基础设施的可靠性已经非常高了,比如 EC2 几乎不用担心服务器硬件当机。而且内存实在是便宜,很容易买到几十G内存的服务器,可以用内存磁盘,定期备份到磁盘。


将 MYSQL 目录迁移到 4G 的内存磁盘


mkdir -p /mnt/ramdisk
sudo mount -t tmpfs -o size=4000M tmpfs /mnt/ramdisk/
mv /var/lib/mysql /mnt/ramdisk/mysql
ln -s /tmp/ramdisk/mysql /var/lib/mysql
chown mysql:mysql mysql
9. 用 NOSQL 的方式使用 MYSQL

B-TREE 仍然是最高效的索引之一,所有 MYSQL 仍然不会过时。


用 HandlerSocket 跳过 MYSQL 的 SQL 解析层,MYSQL 就真正变成了 NOSQL。


10. 其他
单条查询最后增加 LIMIT 1,停止全表扫描。
将非”索引”数据分离,比如将大篇文章分离存储,不影响其他自动查询。
不用 MYSQL 内置的函数,因为内置函数不会建立查询缓存。
PHP 的建立连接速度非常快,所有可以不用连接池,否则可能会造成超过连接数。当然不用连接池 PHP 程序也可能将
连接数占满比如用了 @ignore_user_abort(TRUE);
使用 IP 而不是域名做数据库路径,避免 DNS 解析问题
11. 结束

你会发现优化后,数据库的性能提高几倍到几百倍。所以 MYSQL 基本还是可以适用大部分场景的应用的。优化现有系统的成本比系统重构或者迁移到 NOSQL 低很多。

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