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MySQL のパフォーマンスのチューニングとテストの方法

一个新手
一个新手オリジナル
2017-10-24 10:24:391775ブラウズ

Mysql サービスが一定期間実行されると、不明な理由で速度が低下します。その理由を確認するにはどうすればよいですか?

1. 主要な指標

データベースのパフォーマンス評価では、データベースの機能を評価するために非常に重要な指標がいくつかあります。これらの指標は、重要な役割を果たすためではなく、データベースを明確に表すことができるためです。特定の分野での能力。

1.IOPS

IOPS: 1 秒あたりの入出力操作、1 秒あたりに処理される IO リクエストの数。
I/O は、1 秒あたり読み取り 300M、書き込み 200M など、ディスクの読み取りおよび書き込み能力であることはわかっています。これはデータ スループット (I/O 能力のもう 1 つの重要な指標) ですが、IOPS code> は、読み取りおよび書き込みのデータ スループットを指します。IOPS は、<code>1 秒あたりに処理できる I/O リクエストの数 を指します。 IOPS 指的可不是读写的数据吞吐量，IOPS 指的是每秒能够处理的 I/O 请求次数。

如果想I/O 系统响应够快，那么 IOPS 越高越好，因为IOPS 和硬件有关，所以，要提高IOPS，就目前来看基本只能拼硬件，传统方案是使用多块磁盘通过 RAID 条带后，使 I/O 读写能力获得提升，我们也可以使用固态硬盘SSD来提升IOPS，不过固态硬盘成本可能比较大。

2.QPS

QPS：Query Per Second，每秒请求（查询）次数。
这个参数非常重要，可以直观的反映系统的性能，这就像IOPS衡量磁盘每秒钟能接收多少次请求。

我们可以在MySQL命令行模式下执行 status 命令，返回的最后一行输出信息中就包含 QPS 指标。

3.TPS

TPS：Transaction Per Second，每秒事务数。
TPS参数MySQL原生没有提供，如果需要我们自己算，可以利用计算的公式：

TPS = (Com_commit + Com_rollback) / Seconds

这个公式有两个状态变量，分别代表提交次数和回滚次数，Seconds 就是我们定义的时间间隔。

二、TPCC测试关键性指标

TPCC-MySQL 由Percona基于TPCC规范开发的一套MySQL基准测试程序，我们使用这套工具来测试前面的三个重要指标。

1.TPCC工具安装及使用

具体的安装，可以看这这两篇博文 mysql压力测试工具tpcc-mysql安装测试使用，mysql性能测试-tpcc，TPCC更能模拟线上业务。

三、数据库参数配置优化

如果数据库参数配置合理，则可以大大的提高运行效率，即最大化利用系统资源。

1.连接相关参数

1.1 max_connections

max_connections：指定 MySQL 服务端最大并发连接数，值得范围从 1~10 万，默认值为151.
这个参数非常重要，因为它决定了同时最多能有多少个会话连接到 MySQL 服务。设定该参数时，根据数据库服务器的配置和性能，一般将参数值设置在 500~2000 都没太大的问题。

1.2 max_connect_errors

max_connect_errors：指定允许连接不成功的最大尝试次数，值得范围从 1~2^64 之间，在 5.6.6 版本默认值是 100。

一定不要忽视这个参数，如果尝试连接的错误数量超过该参数指定值，则服务器就不再允许新的连接，没错，就是拒绝连接，尽管 MySQL 仍在提供服务，但无法创建新的连接了。可以使用 FLUSH HOSTS，使状态清零或重新启动数据库服务，不过这个代价太高了，一般不会这么干，所以，这个参数的默认值太小，这里建议将之设置为 10 万以上的量级。

1.3 interactive_timeout 和 wait_timeout

这两个参数都与连接会话的自动超时断开有关，前者用于指定关闭交互连接前等待的时间，后者用于指定关闭非交互连接前的等待时间，单位均是秒，默认值均为 28800，即 8 个小时。

1.4 skip-name-resolve

skip-name-resolve：可以将其简单的理解为禁用 DNS 解析，注意啊，这个是服务端的行为，连接时不检查客户端主机名，而只使用IP。如果制定了该参数，那么在创建用户及授予权限时，HOST 列必须是IP而不能是主机名。建议启用该参数，对于加快网络连接有一定的帮助，等于是跳过了主机名的解析。

1.5 back_log

back_log：指定 MySQL 连接请求队列中存放的最大连接请求数量，在 5.6.6 版本之前，默认是 50 个，最大值不超过 65535。在 5.6.6 版本之后，默认值为 -1，表示由MySQL自动调节，所谓自行调节其实也有规则，即 50+（max_connections/5）。

该参数主要应对短时间内有大量的连接请求，MySQL 主线程无法及时为每一个连接请求分配（或创建）连接的线程，怎么办呢，它也不能直接拒绝，于是就将一部分请求放到等待队列中待处理

I/O システムが十分に速く応答するようにしたい場合は、IOPS が高いほど良いです。IOPS はハードウェアに関連しているため、現時点では、IOPS を向上させるには、基本的にハードウェアのみを使用できます。 RAID を介して複数のディスクを使用する ストライピング後、I/O 読み取りおよび書き込み機能が向上し、IOPS を向上させるためにソリッド ステート ドライブ (SSD) を使用することもできますが、SSD のコストは比較的高くなる可能性があります。 🎜🎜2.QPS🎜🎜QPS: Query Per Second、1 秒あたりのリクエスト (クエリ) の数。 🎜このパラメータは非常に重要で、システムのパフォーマンスを直感的に反映できます。これは、ディスクが 1 秒あたりに受信できるリクエストの数を測定する IOPS に似ています。 🎜🎜MySQL コマンドライン モードで status コマンドを実行でき、返される出力情報の最後の行には QPS インジケーターが含まれます。 🎜🎜3.TPS🎜🎜TPS: 1 秒あたりのトランザクション、1 秒あたりのトランザクション数。 🎜TPS パラメータは MySQL によってネイティブに提供されません。自分で計算する必要がある場合は、次の計算式を使用できます。🎜
select count(*) from innodb;
1 row in set (1.91 sec)

select sql_no_cache count(*) from innodb;
1 row in set (0.25 sec)
🎜この式には、送信数とロールバック数を表す 2 つの状態変数があります。私たちが定義する時間間隔。 🎜🎜2. TPCC テストの主要な指標🎜🎜 TPCC-MySQL は、TPCC 仕様に基づいて Percona によって開発された MySQL ベンチマーク プログラムです。このツール セットを使用して、前述の 3 つの重要な指標をテストします。 🎜🎜1. TPCC ツールのインストールと使用🎜🎜 具体的なインストールについては、次の 2 つのブログ投稿を参照してください: mysql ストレス テスト ツール tpcc-mysql のインストールとテスト、mysql パフォーマンス テスト - tpcc、TPCC はオンライン ビジネスをより適切にシミュレートできます。 🎜🎜3. データベースパラメータ設定の最適化🎜🎜 データベースパラメータが適切に設定されている場合、運用効率が大幅に向上し、システムリソースの使用率が最大化されます。 🎜🎜1. 接続関連のパラメータ🎜

1.1 max_connections

🎜max_connections: MySQL サーバーの 最大同時接続数 を指定します。値の範囲は 10,000 ～ 100,000 で、デフォルト値は次のとおりです。 151.🎜 このパラメータは、MySQL サービスに同時に接続できるセッションの最大数を決定するため、非常に重要です。このパラメータを設定する場合、データベース サーバの構成とパフォーマンスに応じて、パラメータ値を 500 ～ 2000 の範囲に設定しても、通常は大きな問題はありません。 🎜

1.2 max_connect_errors

🎜max_connect_errors: 失敗した接続試行の最大数を指定します。値の範囲は 1~2^64 で、バージョン 5.6.6 のデフォルト値は 100 です。 🎜🎜 接続試行中のエラーの数がこのパラメータで指定された値を超えると、サーバーは新しい接続を許可しなくなります。ただし、MySQL は引き続きサービスを提供します。 、新しい接続を作成できません。 FLUSH HOSTS を使用してステータスをクリアしたり、データベース サービスを再起動したりできますが、コストが高すぎるため、このパラメータのデフォルト値は小さすぎます。ここでは 100,000 以上 に設定することをお勧めします。 🎜

1.3 interaction_timeout と wait_timeout

🎜 これら 2 つのパラメーターは、接続セッションの自動タイムアウトに関連しており、前者は対話型接続を閉じるまでの待ち時間を指定するために使用され、後者は対話型接続を閉じるまでの待ち時間を指定するために使用されます。非対話型接続を閉じるまでの待機時間は秒単位で、デフォルト値は 28800 (8 時間) です。 🎜

1.4 Skip-name-resolve

🎜skip-name-resolve: これは、接続時にクライアントのホスト名がチェックされないサーバーの動作であることに注意してください。代わりに IP を使用してください。このパラメータが指定されている場合、ユーザーを作成して権限を付与するとき、HOST 列はホスト名ではなく IP である必要があります。このパラメータを有効にすることをお勧めします。これにより、ホスト名解決をスキップするのと同じになります。 🎜

1.5 back_log

🎜back_log: 5.6.6 バージョン より前の、MySQL <code>接続リクエスト キュー に保存される接続リクエストの最大数を指定します。 、デフォルトは 50 で、最大値は 65535 を超えません。 5.6.6 バージョン 以降、デフォルト値は -1 です。これは、いわゆる自己調整には実際には 50 以上のルールがあることを意味します。 max_connections/5)。 🎜🎜このパラメータは主に、短期間に大量の接続リクエストを処理するために使用されます。MySQL メインスレッドは、各接続リクエストに時間内に接続スレッドを割り当てる (または作成する) ことができません。 は、リクエストの一部を待機キューに入れて処理します。 待機キューの長さは、back_log のパラメータ値です。待機キューもいっぱいの場合、その後の接続は行われません。リクエストは拒否されます。 🎜

2.文件相关参数

2.1 sync_binlog

sync_binlog：指定同步二进制日志文件的平率，默认为0.
如果要性能，则指定该参数为0，为了安全起见则指定该参数值为 1.

2.2 expire_logs_day

expire_logs_day：指定设置二进制日志文件的生命周期，超出则将自动被删除，参数值以天为单位，值得范围从0~99，默认值是0，建议将该参数设置为 7~14 之间，保存一到两周就足够了。

2.2 max_binlog_size

max_binlog_size： 指定二进制日志的大小，值得范围从 4KB~1GB，默认为 1GB。

3.缓存控制参数

3.1 thread_cache_size

thread_cache_size:指定MySQL为快速重用而缓存的线程数量。值得范围从 0~16384，默认值为0.
一般当客户端中断连接后，为了后续再有连接创建时，能够快速创建成功，MySQL 会将客户端中断的连接放入缓存区，而不是马上中断释放资源。这样当有新的客户端请求连接时，就可以快速创建成功。因此，本参数最好保持一定的数量，建议设置在 300~500 之间均可.另外，线程缓存的命中率也是一项比较重要的监控指标，计算规则为（1-Threads_created/Connections）* 100%,我们可以通过该指标来优化和调整thread_cache_size参数。

3.2 query_cache_type

sql_cache意思是说，将查询结果放入查询缓存中。
sql_no_cache意思是查询的时候不缓存查询结果。
sql_buffer_result意思是说，在查询语句中，将查询结果缓存到临时表中。

这三者正好配套使用。sql_buffer_result将尽快释放表锁，这样其他sql就能够尽快执行。

使用 FLUSH QUERY CACHE 命令，你可以整理查询缓存，以更好的利用它的内存。这个命令不会从缓存中移除任何查询。FLUSH TABLES 会转储清除查询缓存。
RESET QUERY CACHE 使命从查询缓存中移除所有的查询结果。

那么mysql到底是怎么决定到底要不要把查询结果放到查询缓存中呢？

是根据query_cache_type这个变量来决定的。

这个变量有三个取值：0,1,2，分别代表了off、on、demand。
mysql默认为开启 on

意思是说，如果是0，那么query cache 是关闭的。
如果是1，那么查询总是先到查询缓存中查找，即使使用了sql_no_cache仍然查询缓存，因为sql_no_cache只是不缓存查询结果，而不是不使用查询结果。

select count(*) from innodb;
1 row in set (1.91 sec)

select sql_no_cache count(*) from innodb;
1 row in set (0.25 sec)

如果是2，DEMAND。
在my.ini中增加一行
query_cache_type=2
重启mysql服务

select count(*) from innodb;
1 row in set (1.56 sec)

select count(*) from innodb;
1 row in set (0.28 sec)

没有使用sql_cache,好像仍然使用了查询缓存

select sql_cache count(*) from innodb;
1 row in set (0.28 sec)

使用sql_cache查询时间也一样，因为sql_cache只是将查询结果放入缓存，没有使用sql_cache查询也会先到查询缓存中查找数据

结论：只要query_cache_type没有关闭，sql查询总是会使用查询缓存，如果缓存没有命中则开始查询的执行计划到表中查询数据。

query cache优缺点
优点很明显，对于一些频繁select query，mysql直接从cache中返回相应的结果集，而不用再从表table中取出，减少了IO开销。
即使query cache的收益很明显，但是也不能忽略它所带来的一些缺点：

  1. query语句的hash计算和hash查找带来的资源消耗。mysql会对每条接收到的select类型的query进行hash计算然后查找该query的cache是否存在，虽然hash计算和查找的效率已经足够高了，一条query所带来的消耗可以忽略，但一旦涉及到高并发，有成千上万条query时，hash计算和查找所带来的开销就的重视了；

  2. query cache的失效问题。如果表变更比较频繁，则会造成query cache的失效率非常高。表变更不仅仅指表中的数据发生变化，还包括结构或者索引的任何变化；

  3. 对于不同sql但同一结果集的query都会被缓存，这样便会造成内存资源的过渡消耗。sql的字符大小写、空格或者注释的不同，缓存都是认为是不同的sql（因为他们的hash值会不同）；

  4. 相关参数设置不合理会造成大量内存碎片，相关的参数设置会稍后介绍。

合理利用query cache
query cache有利有弊，合理的使用query cache可以使其发挥优势，并且有效的避开其劣势。

  1. 并不是所有表都适合使用query cache。造成query cache失效的原因主要是相应的table发生了变更，那么就应该避免在变化频繁的table上使用query cache。mysql中针对query cache有两个专用的sql hint：SQL_NO_CACHE和SQL_CACHE，分别表示强制不使用和强制使用query cache，通过强制不使用query cache，可以让mysql在频繁变化的表上不使用query cache，这样减少了内存开销，也减少了hash计算和查找的开销；

更多有关query cache详情文章，请看这里的原文：mysql query cache优化

3.3 query_cache_size

query_cache_size：指定用于缓存查询结果集的内存区大小，该参数值应为 1024 的整数倍。

这个参数不能太大，也不能太小，查询缓存至少会需要 40KB 的空间分配给其自身结构，太小时缓存结果集就没有意义，热点数据保存不了多少，而且总是很快就被刷新出去；但也不能太大，否则可能过多占用内存资源，影响整机性能，再说太大也没有意义，因为即便数据不被刷新，但只要源数据发生变更，缓存中的数据也就自动失效了，这种情况下分配多大都没有意义。个人建议设置不要超过 256MB。

3.4 query_cache_limit

query_cache_limit：用来控制查询缓存，能够缓存的单条 SQL 语句生成的最大结果集，默认是 1MB，超出的就不要进入查询缓存。这个大小对于很多场景都够了，缩小可以考虑，加大就不用了。

3.5 sort_buffer_size

sort_buffer_size：指定单个会话能够使用的排序区的大小，默认值为 256KB，建议设置为 1~4MB 之间。

3.6 read_buffer_size

read_buffer_size:指定随机读取时的数据缓存区大小，默认是 256KB，最大能够支持4GB，适当加大本参数，对于提升全表扫描的效率会有帮助。

4.InnoDB专用参数

4.1 innodb_buffer_pool_size

innodb_buffer_pool_size：指定InnoDB引擎专用的缓存区大小，用来缓存表对象的数据及索引信息，默认值为 128MB，最大能够支持（2^64 -1）B.

如果你有很多事务的更新，插入或删除很操作，通过修改innodb_buffer_pool 大小这个参数会大量的节省了磁盘I / O。

innodb_buffer_pool_size 是个全局参数，其所分配的缓存区将供所有被访问到的InnoDb表对象使用，若MySQL数据库中的表对象以 InnoDb 为主，那么本参数的值就越大越好，官方文档中建议，可以将该参数设置为服务器物理内存的70%~80%。

4.2 innodb_buffer_instances

innodb_buffer_instances：指定 InnoDB 缓存池分为多少个区域来使用，值得范围从 1~64，默认值为-1，表示由 InnoDB 自行调整。

只有当innodb_buffer_pool_size参数值大于1GB时，本参数才有效，那么本参数怎么设置呢？个人感觉可以参照 InnoDB 缓存池的大小，以 GB 为单位，每GB指定一个instances。例如当innodb_buffer_pool_size设置为16GB时，则指定 innodb_buffer_instances 设置为 16 即可。

5.参数优化案例

测试服务器有 16GB的物理内存，假定其峰值最大的连接数为 500 个，表对象使用InnoDB 存储引擎，我们的内存参数如何配置呢？

具体配置如下：
（1）、首先，为操作系统预留 20% 的内存，约为 3GB。
（2）、与线程相关的几个关键参数设置如下：

  sort_buffer_size=2m
  read_buffer_size=2m
  read_rnd_buffer_size=2m
  join_buffer_size=2m

预计连接数达到峰值时，线程预计最大将有可能占用 500 *（2+2+2+2）= 4GB内存（理论最大值）。

（3）、剩下的空间 16-3-4=9GB，就可以全部都分配给InnoDB 的缓存池，设定相关的参数如下：

innodb_buffer_pool_size=9g
innodb_thread_concurrency=8
innodb_flush_method=O_DIRECT
innodb_log_buffer_size=16m
innodb_flush_log_at_trx_commit=2

四、MySQL系统状态

想要了解MySQL服务当前在做什么，有个非常重要并且极为常用的命令：

SHOW [FULL] PROCESSLIST

SHOW PROCESSLIST 命令将每一个连接的线程，作为一条独立的记录输出。

还有相似的语句，
SHOW PROFILES 和 SHOW PROFILE可以获取会话执行语句过程中，资源的使用情况。



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