優化有風險，涉足需謹慎！

一、優化可能帶來的問題？

• 優化不總是對一個單純的環境進行，還很可能是一個複雜已投產的系統環境；
• 優化手段本身就有很大的風險，只不過我們可能沒有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；
• 對於優化來說解決問題而帶來的問題，控制在可接受的範圍內才是有效果的，保持現狀或出現更差的情況都是失敗的；

二、優化的需求

• 穩定性和業務的持續性，通常比效能更重要；
• 優化不可避免涉及到變更，變更就有風險；
• 優化使效能變好，維持和變差等概率事件；
• 切記優化，應該是各部門協同參與的工作，任何單一部門都不能對資料庫進行優化；
• 所有優化工作，都是因業務需要；

三、優化的參與者

在進行資料庫優化時，應該有DBA、業務部門代表，應用程式設計人員、應用程式開發人員、運維等相關人員共同參與。

四、優化思路

在資料庫優化上由兩個主要方面：

• 安全：資料可持續性；
• 效能：資料的高效能訪問；

五、優化的範圍

儲存、主機、作業系統方面

• 主機架構穩定性；
• I/O規劃及配置；
• Swap交換分割槽；
• OS核心引數和網路問題；
• 應用程式方面；
• 應用程式穩定性；
• SQL語句效能；
• 序列訪問資源；
• 效能欠佳會話管理；
• 這個應用是否適合使用MySQL；

資料庫方面

• 記憶體；
• 資料庫結構（物理&邏輯）；
• 例項配置；

不管是在設計系統，定位問題還是優化，都可以按照上面順序執行！

六、優化維度

資料庫優化維度有以下四個：

• 硬體；
• 系統配置；
• 資料庫表結構；
• SQL及索引；

優化選擇：

• 優化成本：硬體>系統配置>資料庫表結構>SQL及索引
• 優化效果：硬體<系統配置<資料庫表結構<SQL及索引

七、優化工具

檢查問題常用工具如下：

• mysqladmin：mysql客戶端，可進行管理操作；
• mysqlshow：功能強大的檢視shell命令；
• show [SESSION|GLOBAL] variables：檢視資料庫引數資訊；
• show [SESSION|GLOBAL] status：檢視資料庫的狀態資訊；
• information_schema：獲取元資料的方法；
• show engine innodb status：Innodb引擎的所有狀態；
• show processlist：檢視當前所有連線session狀態；
• explain：獲取查詢語句的執行計劃；
• show index：查看錶的索引資訊；
• slow-log：記錄慢查詢語句；
• mysqldumpslow：分析slowlog檔案；
• mysqlslap：分析慢日誌；
• mysql profiling：統計資料庫整體狀態工具；
• Performance Schema mysql：效能狀態統計的資料；
• mysqlslap：分析慢日誌；

第三方工具：

• zabbix：監控主機、系統、資料庫（部署zabbix監控平臺）；
• pt-query-digest：分析慢日誌；
• sysbench：壓力測試工具；
• workbench：管理、備份、監控、分析、優化工具（比較費資源）；

八、資料庫層面問題解決思路

針對突然的業務辦理卡頓，無法進行正常的業務處理！需要立馬解決的場景！

1、show processlist;
2、show index from table;
3、通過執行計劃判斷，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
5、kill SESSION_ID; # 殺掉有問題的session

① 常規調優思路

針對業務週期性的卡頓，例如在每天10-11點業務特別慢，但是還能夠使用，過了這段時間就好了。

1、檢視slowlog，分析slowlog，分析出查詢慢的語句。
2、按照一定優先順序，進行一個一個的排查所有慢語句。
3、分析top sql，進行explain除錯，檢視語句執行時間。
4、調整索引或語句本身。

② 系統層面

CPU方面：vmstat、sar top、htop、nmon、mpstat
記憶體方面：free、ps -aux
IO裝置（磁碟、網路）：iostat、 ss 、 netstat 、 iptraf、iftop、lsof

九、系統層面問題解決方法

在實際的生產中，一般認為 cpu只要不超過90%都沒什麼問題 ！

當前可能有以下特殊情況：

• 問題一：CPU負載高、IO負載低

原因如下：

• 記憶體不足，磁碟效能差；

• SQL問題：資料庫層，排查SQL問題；

• IO出問題了（磁碟到臨界了、raid設計不好、raid降級、鎖、在單位時間內tps過高）；

• tps過高: 大量的小資料IO、大量的全表掃描；

• 問題二：IO負載高、CPU負載低

原因如下：

• 大量小的IO 寫操作；

• autocommit ，產生大量小IO；

• IO/PS,磁碟的一個定值，硬體出廠的時候，廠家定義的一個每秒最大的IO次數；

• 大量大的IO 寫操作；

• SQL問題的機率比較大；

• 問題三：IO和CPU負載過高

• 硬體不夠了或sql存在問題！

十、基礎優化

• 定位問題點

硬體 --> 系統 --> 應用 --> 資料庫 --> 架構（高可用、讀寫分離、分庫分表）

• 處理方向

明確優化目標、效能和安全的折中、防患未然！

• 硬體優化

主機方面：

• 根據資料庫型別，主機CPU選擇、記憶體容量選擇、磁碟選擇；
• 平衡記憶體和磁碟資源；
• 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

根據不同的業務型別進行選擇：

• 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；

記憶體的選擇

• OLAP型別資料庫，需要更多記憶體，和資料獲取量級有關；
• OLTP型別資料一般記憶體是cpu核心數量的2倍到4倍，沒有最佳實踐；

儲存的選擇

• 根據儲存資料種類的不同，選擇不同的儲存裝置；
• 配置合理的RAID級別(raid5、raid10、熱備盤)；

對與作業系統來講，不需要太特殊的選擇，最好做好冗餘（raid1）（ssd、sas 、sata）

raid卡：

• 實現作業系統磁碟的冗餘（raid1）；
• 平衡記憶體和磁碟資源；
• 隨機的I/O和順序的I/O；
• 主機 RAID卡的BBU(Battery Backup Unit)要關閉；

網路裝置方面

• 使用流量支援更高的網路裝置（交換機、路由器、網線、網絡卡、HBA卡）；

注意：以上這些規劃應該在初始設計系統時就應該考慮好。

伺服器硬體優化

1、物理狀態燈；
2、自帶管理裝置：遠端控制卡（FENCE裝置：ipmi ilo idarc），開關機、硬體監控；
3、第三方的監控軟體、裝置（snmp、agent）對物理設施進行監控；
4、儲存裝置：自帶的監控平臺。EMC2（hp收購了）， 日立（hds），IBM低端OEM hds，高階儲存是自己技術，華為儲存；

系統優化

• CPU：基本不需要調整，在硬體選擇方面下功夫即可；
• 記憶體：基本不需要調整，在硬體選擇方面下功夫即可；
• swap：MySQL儘量避免使用swap。阿里雲的伺服器中預設swap為0；
• IO：raid、no lvm、 ext4或xfs、ssd、IO排程策略；
• 不使用swap分割槽：

/proc/sys/vm/swappiness的內容改成0（臨時）
/etc/sysctl.conf上新增vm.swappiness=0（永久）

這個引數決定了Linux是傾向於使用swap，還是傾向於釋放檔案系統cache。在記憶體緊張的情況下，數值越低越傾向於釋放檔案系統cache。當然，這個引數只能減少使用swap的概率，並不能避免Linux使用swap。

修改MySQL的配置引數innodb_flush_method，開啟O_DIRECT模式。這種情況下，InnoDB的buffer pool會直接繞過檔案系統cache來訪問磁碟，但是redo log依舊會使用檔案系統cache。值得注意的是，Redo log是覆寫模式的，即使使用了檔案系統的cache，也不會佔用太多。

• IO排程策略：

臨時修改為deadline：

echo deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler

永久修改：

 vi /boot/grub/grub.conf
#更改到如下內容:
kernel /boot/vmlinuz-2.6.18-8.el5 ro root=LABEL=/ elevator=deadline rhgb quiet

十一、系統引數調整

Linux系統引數優化

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_local_port_range =102465535# 使用者埠範圍 
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog =4096
net.ipv4.tcp_fin_timeout =30
fs.file-max=65535# 系統最大檔案控制代碼，控制的是能開啟檔案最大數量

使用者限制（mysql可以不設定以下引數）

vim/etc/security/limits.conf
* soft nproc65535
* hard nproc65535
* soft nofile65535
* hard nofile65535

十二、應用優化

業務應用和資料庫應用獨立,防火牆：iptables、selinux等其他無用服務(關閉)：

$ chkconfig --level 23456 acpid off
$ chkconfig --level 23456 anacronoff
$ chkconfig --level 23456 autofsoff
$ chkconfig --level 23456 avahi-daemonoff
$ chkconfig --level 23456 bluetoothoff
$ chkconfig --level 23456 cupsoff
$ chkconfig --level 23456 firstbootoff
$ chkconfig --level 23456 haldaemonoff
$ chkconfig --level 23456 hplipoff
$ chkconfig --level 23456 ip6tablesoff
$ chkconfig --level 23456 iptablesoff
$ chkconfig --level 23456 isdnoff
$ chkconfig --level 23456 pcscdoff
$ chkconfig --level 23456 sendmailoff
$ chkconfig --level 23456 yum-updatesdoff

安裝圖形介面的伺服器不要啟動圖形介面 runlevel 3,另外，將來我們的業務是否真的需要MySQL，還是使用其他種類的資料庫。用資料庫的最高境界就是不用資料庫。

十三、資料庫優化

SQL優化方向

執行計劃、索引、SQL改寫

架構優化方向

高可用架構、高效能架構、分庫分表

十四、資料庫引數優化

例項整體（高階優化，擴充套件）
thread_concurrency #併發執行緒數量個數 
sort_buffer_size #排序快取 
read_buffer_size #順序讀取快取 
read_rnd_buffer_size #隨機讀取快取 
key_buffer_size #索引快取 
thread_cache_size #執行緒快取(1G—>8, 2G—>16, 3G>32，3G—>64)

連線層（基礎優化）

設定合理的連線客戶和連線方式：

max_connections #最大連線數，看交易筆數設定 
max_connect_errors #最大錯誤連線數，能大則大 
connect_timeout #連線超時 
max_user_connections #最大使用者連線數 
skip-name-resolve #跳過域名解析 
wait_timeout #等待超時 
back_log #可以在堆疊中的連線數量

SQL層（基礎優化）

query_cache_size： 查詢快取
OLAP型別資料庫,需要重點加大此記憶體快取.
但是一般不會超過GB.
對於經常被修改的資料，快取會立馬失效。
我們可以實用記憶體資料庫（redis、memecache），替代他的功能。

十五、儲存引擎層（innodb基礎優化引數）

default-storage-engine
innodb_buffer_pool_size # 沒有固定大小，50%測試值，看看情況再微調。但是儘量設定不要超過實體記憶體70%
 innodb_file_per_table=(1,0) 
innodb_flush_log_at_trx_commit=(0,1,2) #1是最安全的，0是效能最高，2折中 
binlog_sync
Innodb_flush_method=(O_DIRECT, fdatasync)
innodb_log_buffer_size #100M以下 
innodb_log_file_size #100M 以下 
innodb_log_files_in_group #5個成員以下,一般2-3個夠用（iblogfile0-N） 
innodb_max_dirty_pages_pct #達到百分之75的時候刷寫 記憶體髒頁到磁碟。 
max_binlog_cache_size #可以不設定 
max_binlog_size #可以不設定 
innodb_additional_mem_pool_size #小於2G記憶體的機器，推薦值是20M。32G記憶體以上100M

注：在生產環境中，資料庫的各個引數都是隨著需求去更改的，但是沒有必要去為了更改一個配置引數去重啟資料庫，但是我們可以先將需要更改的配置項設定為全域性環境變數，以便生效，然後再寫入配置檔案中，只要資料庫不重啟，設定的環境變數就不會失效，一旦重啟，配置檔案就會生效。

配置檔案可以參考如下格式：

cat /etc/my.cnf
[mysqld]
basedir=/usr/local/mysql
datadir=/usr/local/mysql/data
port=3306
server_id=1 
slow_query_log = 1
slow_query_log_file = /usr/local/mysql/data/slow-query.log
long_query_time = 1
log-queries-not-using-indexes
max_connections = 1024
back_log = 128
wait_timeout = 60
interactive_timeout = 7200
key_buffer_size=256M
query_cache_size = 256M
query_cache_type=1
query_cache_limit=50M
max_connect_errors=20
sort_buffer_size = 2M
max_allowed_packet=32M
join_buffer_size=2M
thread_cache_size=200
innodb_buffer_pool_size = 2048M
innodb_flush_log_at_trx_commit = 1
innodb_log_buffer_size=32M
innodb_log_file_size=128M
innodb_log_files_in_group=3
log-bin=mysql-bin
binlog_cache_size=2M
max_binlog_cache_size=8M
max_binlog_size=512M
expire_logs_days=7
read_buffer_size=1M
read_rnd_buffer_size=16M
bulk_insert_buffer_size=64M
log-error = /usr/local/mysql/data/mysqld.err