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影响MySQL性能的硬件因素

原创 MySQL 作者:龙山游龙 时间:2021-08-20 14:57:30 2 删除 编辑
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第一部分 磁盘I/O与内存

影响MySQL InnoDB引擎性能的最主要因素就是磁盘I/O,目前磁盘都是机械方式运作的,主要体现在读写前寻找此道的过程中。磁盘自带的读写缓存大小,对于磁盘的读写速度至关重要。读写速度快的磁盘,通常都带有较大的读写缓存。磁盘的寻道过程是机械方式。决定了其随机读写速度将明显低于顺序读写。在多进程或多线程并发读取磁盘的情况下,每次执行读写操作,磁盘可能存在较大的偏移,磁盘寻址时间加大,将会导致磁盘I/O性能急剧下降。从很多新特性来看,几乎都是围绕着如何充分利用内存,如何减少磁盘I/O来展开的,例如:innodb_io_capactiy参数,可以加大每秒刷新脏页的数量。因此在单块磁盘遇到了I/O瓶颈时,可以把磁盘升级为RAID或SSD固体硬盘来提升性能,SSD固态硬盘的特点是:不用磁头读取数据,寻道时间几乎为0,快速的随机读写,延迟极小,当然价格也很昂贵。目前在生产环境中主要采用RAID10、RAID5,对于数据读写操作频繁的表或数据库,可以适当采用将数据分级存储在SSD固态电子硬盘中的方式,速度会得到较大提升!

在Buffer_Pool缓冲池中,涉及的参数为innodb_buffer_pool_size,它是InnoDB引擎中最重要的参数之一,对InnoDB的性能有决定性的影响。默认的设置只有8MB,使用默认值时InnoDB的性能很差,远远不能满足生产的需求。在只有InnoDB存储引擎的数据库服务器上面,可以将其设置为60%~80%的内存。如果你有足够的内存,可以将数据量全部放入内存,这时才能达到最佳性能。内存是影响MySQL服务器性能好坏的最关键指标,而MySQL的InnoDB引擎中的innodb_buffer_pool_size参数可以设置为物理内存的70%~80%。因为把数据放在内存中比存放在磁盘中要快得多,何乐而不为呢?但是话又说回来,也不能随意分配内存,要根据系统的整体情况来做个判断。Linux服务器中的内存主要被四类事务所消耗:内核、文件系统高速缓存、应用程序进程、特定预留的共享内存。

上面两个因素是从硬件角度上看的,也就是说因为业务的增长,致使硬件遇到了瓶颈,而另一种常见的情况是,大量的慢SQL是导致性能低下的首要“元凶”,在这种情况下,优化慢SQL是关键,在上线前,应有专门的DBA来审核开发写的SQL语句,通过这样的审核,可避免线上遇到问题。优化一条SQL语句在某种情况下,比增添1条内存管用得多。例如:

SELECT * FROM t WHERE id>='10' and id<='30';

这条语句乍一看没什么问题,可运行后马上就记录在慢日志里了,这是怎么回事?细心的DBA可能会发现id是int数值整型,由于加上了引号(''),转化为字符型,于是造成了不能使用索引。

而如何分辨是硬件性能上遇到了瓶颈,还是SQL自身的问题?这个就要通过日常的监控来确定了,比如,每天早上发一封慢日志邮件来查看SQL的情况,自然就对业务的SQL较为熟悉,再对比最近二到三天内邮件上的慢SQL,这样很容易找出存在的问题。假设某个SQL在昨天慢日志里没有出现,而在今天却出现了,那么尝试着在备机上运行下,如果很快就得到了执行结果,那么就不是SQL的问题,而是业务增长造成的硬件瓶颈。

第二部分 系统性能评估标准 

对于MySQLDBA来说,系统性能的实时检测和评估是其需要长期面对的问题,包括上线前各方面的性能测试及上线后整体性能评估,以及随时掌握系统的运行状态是否健康等,对于数据库服务器而言这些工作非常重要。

在操作系统层面影响Linux服务器性能的因素主要就是服务器CPU、内存、磁盘I/O、网络I/O,以及Linux系统本身的内核。

3.1 CPU性能指标

从整体上来说,CPU性能指标比较多,因为CPU处理的事物也比较多。常见的指标如下:

  • CPU使用率:这可能是最直接的指标了,它表示每个处理器的整体使用率。如果在持续一段时间里CPU的使用率大于80%,这就可能表明CPU出现了瓶颈。

  • %us:应用程序(用户空间)表示用户应用进程所花费的CPU百分比,包括Nice时间。如果用户时间值很高,表明系统正在执行实际的工作。

  • %sy:系统(内核空间)表示内核操作所花费的CPU百分比,包括中断。系统时间值持续很高表明网络或驱动器堆栈可能存在瓶颈。通常,系统只会花费很少时间在内核时间上。

  • %wa:I/O等待 等待I/O操作所需的CPU时间总和,系统不应该花费过多的时间等待I/O操作,否则你应该检查一下I/O子系统各方面的性能。

  • %id:空闲时间 表示CPU空闲的百分比。这个值越大表明系统CPU的负荷越小。

  • %ni:Nice时间 表示花费在执行renicing(改变进程的执行顺序和优先级)进程的CPU百分比。

3.2 内存性能指标

  • 空闲内存与其他操作系统相比,在Linux系统中不必过分在意空闲内存值。因为Linux内核会将大量未使用的内存分配给文件系统来缓存数据。

  • 交换空间使用 这个值表示已使用的交换空间大小,相当于Windows系统中的虚拟内存。交换空间的使用只能告诉你Linux在管理内存上是多么的有效。要想确定内存是否存在瓶颈,需要用到SwapIn/Out。如果SwapIn/Out长时间保持在每秒钟超过200~300页,可能表示内存存在瓶颈。

3.3 磁盘性能指标

  • 磁盘I/O等待 CPU在等待I/O操作时所花费的时间。如果这个值持续很高,很可能表示I/O存在瓶颈。

  • 队列平均长度 I/O请求的数量。通常硬盘队列值为2~3时最佳;过高可能表示硬盘I/O存在瓶颈。

  • 平均等待时间 I/O请求服务所花费的平均时间。等待时间包括实际I/O操作的时间和在I/O队列中等待的时间。单位为毫秒(ms)。

  • 每秒钟传输的数量 表示每秒钟执行了多少次I/O操作(包括读取和写入)。与每秒钟传输字节数结合可以帮助确定系统平均传输值大小。平均传输值通常要与硬盘子系统的条带大小一致。

  • 每秒钟读写块的数量 这个指标表示每秒钟读写块的数量,在2.6.XX内核中块的大小为1024字节,早期的内核可以有不同的块大小,其范围可从512字节到4KB。

  • 每秒钟读写字节的数量 表示块设备读写的实际数据的数量,单位为KB。

 

本文内容参考《贺春旸. MySQL管理之道:性能调优、高可用与监控(第2版)》。


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拥有超过9年以上的MySQL/Oracle数据库领域从业经验,TB级高并发数据库的管理经验。对于MySQL/Oracle内部原理、体系结构,数据页/块结构原理有着深刻认识;对于MySQL/ORACLE新特性、分布式高可用架构和性能调优有着丰富的的实战经验。擅长故障诊断以及数据库异常打开及数据灾难挽救。

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