linux上优化mysql技巧

小云云原创: 2017-11-18 13:33:001337浏览

现在不管是做什么开发都讲究高效率。开发的时候不仅仅讲究你的技术有时候一些功能的优化也会提高你的工作效率。现在MySQL运行的大部分环境都是在Linux上的，如何在Linux操作系统上根据MySQL进行优化，我们这里给出一些通用简单的策略。这些方法都有助于改进MySQL的性能。

一、CPU

首先从CPU说起。
你仔细检查的话，有些服务器上会有的一个有趣的现象：你cat /proc/cpuinfo时，会发现CPU的频率竟然跟它标称的频率不一样：

#cat /proc/cpuinfo      processor : 5     model name : Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2620 0 @2.00GHz ...     cpu MHz : 1200.000

这个是Intel E5-2620的CPU，他是2.00G * 24的CPU，但是，我们发现第5颗CPU的频率为1.2G。
这是什么原因列？
这些其实都源于CPU最新的技术：节能模式。操作系统和CPU硬件配合，系统不繁忙的时候，为了节约电能和降低温度，它会将CPU降频。这对环保人士和抵制地球变暖来说是一个福音，但是对MySQL来说，可能是一个灾难。
为了保证MySQL能够充分利用CPU的资源，建议设置CPU为最大性能模式。这个设置可以在BIOS和操作系统中设置，当然，在BIOS中设置该选项更好，更彻底。由于各种BIOS类型的区别，设置为CPU为最大性能模式千差万别，我们这里就不具体展示怎么设置了。

二、内存

然后我们看看内存方面，我们有哪些可以优化的。

i)我们先看看numa
非一致存储访问结构 (NUMA ： Non-Uniform Memory Access) 也是最新的内存管理技术。它和对称多处理器结构 (SMP ： Symmetric Multi-Processor) 是对应的。简单的队别如下：

360截图20171118132539320.jpg

如图所示，详细的NUMA信息我们这里不介绍了。但是我们可以直观的看到：SMP访问内存的都是代价都是一样的；但是在NUMA架构下，本地内存的访问和非本地内存的访问代价是不一样的。对应的根据这个特性，操作系统上，我们可以设置进程的内存分配方式。目前支持的方式包括：

--interleave=nodes   --membind=nodes   --cpunodebind=nodes   --physcpubind=cpus   --localalloc   --preferred=node

简而言之，就是说，你可以指定内存在本地分配，在某几个CPU节点分配或者轮询分配。除非是设置为--interleave=nodes轮询分配方式，即内存可以在任意NUMA节点上分配这种方式以外。其他的方式就算其他NUMA节点上还有内存剩余，Linux也不会把剩余的内存分配给这个进程，而是采用 SWAP的方式来获得内存。有经验的系统管理员或者DBA都知道SWAP导致的数据库性能下降有多么坑爹。
所以最简单的方法，还是关闭掉这个特性。
关闭特性的方法，分别有：可以从BIOS，操作系统，启动进程时临时关闭这个特性。
a)由于各种BIOS类型的区别，如何关闭NUMA千差万别，我们这里就不具体展示怎么设置了。
b)在操作系统中关闭，可以直接在/etc/grub.conf的kernel行最后添加numa=off，如下所示：

kernel /vmlinuz-2.6.32-220.el6.x86_64 ro root=/dev/mapper/VolGroup-root rd_NO_LUKS.UTF-8 rd_LVM_LV=VolGroup/root rd_NO_MD quiet
SYSFONT=latarcyrheb-sun16 
rhgb crashkernel=auto rd_LVM_LV=VolGroup/swap rhgb crashkernel=auto quiet KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM  numa=off

另外可以设置 vm.zone_reclaim_mode=0尽量回收内存。
c)启动MySQL的时候，关闭NUMA特性：
numactl --interleave=all mysqld &

当然，最好的方式是在BIOS中关闭。

ii)我们再看看vm.swappiness。

vm.swappiness是操作系统控制物理内存交换出去的策略。它允许的值是一个百分比的值，最小为0，最大运行100，该值默认为60。vm.swappiness设置为0表示尽量少swap，100表示尽量将inactive的内存页交换出去。
具体的说：当内存基本用满的时候，系统会根据这个参数来判断是把内存中很少用到的inactive 内存交换出去，还是释放数据的cache。cache中缓存着从磁盘读出来的数据，根据程序的局部性原理，这些数据有可能在接下来又要被读取；inactive 内存顾名思义，就是那些被应用程序映射着，但是“长时间”不用的内存。
我们可以利用vmstat看到inactive的内存的数量：

#vmstat -an 1   procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu-----
   r b swpd free  inact  active si so bi bo in cs us sy id wa st   1 0 0 27522384 326928 1704644 0 0 0 153 11 10 0 0 100 0 0  
    0 0 0 27523300 326936 1704164 0 0 0 74 784 590 0 0 100 0 0   0 0 0 27523656 326936 1704692 0 0 8 8 439 1686 0 0 100 0 0  
     0 0 0 27524300 326916 1703412 0 0 4 52 198 262 0 0 100 0 0

通过/proc/meminfo 你可以看到更详细的信息：

#cat /proc/meminfo | grep -i inact   Inactive: 326972 kB   Inactive(anon): 248 kB   Inactive(file): 326724 kB

这里我们对不活跃inactive内存进一步深入讨论。Linux中，内存可能处于三种状态：free，active和inactive。众所周知，Linux Kernel在内部维护了很多LRU列表用来管理内存，比如LRU_INACTIVE_ANON, LRU_ACTIVE_ANON, LRU_INACTIVE_FILE , LRU_ACTIVE_FILE, LRU_UNEVICTABLE。其中LRU_INACTIVE_ANON, LRU_ACTIVE_ANON用来管理匿名页，LRU_INACTIVE_FILE , LRU_ACTIVE_FILE用来管理page caches页缓存。系统内核会根据内存页的访问情况，不定时的将活跃active内存被移到inactive列表中，这些inactive的内存可以被交换到swap中去。
一般来说，MySQL，特别是InnoDB管理内存缓存，它占用的内存比较多，不经常访问的内存也会不少，这些内存如果被Linux错误的交换出去了，将浪费很多CPU和IO资源。 InnoDB自己管理缓存，cache的文件数据来说占用了内存，对InnoDB几乎没有任何好处。
所以，我们在MySQL的服务器上最好设置vm.swappiness=0。

我们可以通过在sysctl.conf中添加一行：

echo "vm.swappiness = 0" >>/etc/sysctl.conf

并使用sysctl -p来使得该参数生效。

三、文件系统

最后，我们看一下文件系统的优化
i)我们建议在文件系统的mount参数上加上noatime，nobarrier两个选项。

用noatime mount的话，文件系统在程序访问对应的文件或者文件夹时，不会更新对应的access time。一般来说，Linux会给文件记录了三个时间，change time, modify time和access time。
我们可以通过stat来查看文件的三个时间：

stat libnids-1.16.tar.gz   File: `libnids-1.16.tar.gz&#39;   Size: 72309 Blocks: 152 IO Block: 4096 regular file 
  Device: 302h/770d Inode: 4113144 Links: 1   Access: (0644/-rw-r--r--) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root)  
  Access  : 2008-05-27 15:13:03.000000000 +0800   Modify: 2004-03-10 12:25:09.000000000 +0800  
   Change: 2008-05-27 14:18:18.000000000 +0800

其中access time指文件最后一次被读取的时间，modify time指的是文件的文本内容最后发生变化的时间，change time指的是文件的inode最后发生变化(比如位置、用户属性、组属性等)的时间。一般来说，文件都是读多写少，而且我们也很少关心某一个文件最近什么时间被访问了。
所以，我们建议采用noatime选项，这样文件系统不记录access time，避免浪费资源。
现在的很多文件系统会在数据提交时强制底层设备刷新cache，避免数据丢失，称之为write barriers。但是，其实我们数据库服务器底层存储设备要么采用RAID卡，RAID卡本身的电池可以掉电保护；要么采用Flash卡，它也有自我保护机制，保证数据不会丢失。所以我们可以安全的使用nobarrier挂载文件系统。设置方法如下：
对于ext3, ext4和 reiserfs文件系统可以在mount时指定barrier=0；对于xfs可以指定nobarrier选项。

ii)文件系统上还有一个提高IO的优化*，那就是deadline。

在Flash技术之前，我们都是使用机械磁盘存储数据的，机械磁盘的寻道时间是影响它速度的最重要因素，直接导致它的每秒可做的IO(IOPS)非常有限，为了尽量排序和合并多个请求，以达到一次寻道能够满足多次IO请求的目的，Linux文件系统设计了多种IO调度策略，已适用各种场景和存储设备。
Linux的IO调度策略包括：Deadline scheduler，Anticipatory scheduler，Completely Fair Queuing(CFQ)，NOOP。每种调度策略的详细调度方式我们这里不详细描述，这里我们主要介绍CFQ和Deadline，CFQ是Linux内核2.6.18之后的默认调度策略，它声称对每一个 IO 请求都是公平的，这种调度策略对大部分应用都是适用的。但是如果数据库有两个请求，一个请求3次IO，一个请求10000次IO，由于绝对公平，3次IO 的这个请求都需要跟其他10000个IO请求竞争，可能要等待上千个IO完成才能返回，导致它的响应时间非常慢。并且如果在处理的过程中，又有很多IO请求陆续发送过来，部分IO请求甚至可能一直无法得到调度被“饿死”。而deadline兼顾到一个请求不会在队列中等待太久导致饿死，对数据库这种应用来说更加适用。
实时设置，我们可以通过

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

来将sda的调度策略设置为deadline。

我们也可以直接在/etc/grub.conf的kernel行最后添加elevator=deadline来永久生效。

总结

CPU方面
关闭电源保护模式

内存：
vm.swappiness = 0
关闭numa

文件系统：
用noatime，nobarrier挂载系统
IO调度策略修改为deadline。

MySQL优化的方式很多，优化之后你的工作效率也会大大的提升，希望本文对你有用。

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