优化MySQL中的高 CPU 利用率

2023年 8月 23日 16.1k 0

  1. 勾选 Threads_runningThreads_connected

    使用以下查询可查看活跃线程数:

    > SHOW STATUS like 'Threads_%';

    Threads_runningThreads_connected 的子集。其余线程处于空闲状态。Threads_running 增加会导致 CPU 使用率增加。最好检查这些线程上运行的内容。

  2. 检查查询状态

    运行 SHOW PROCESSLIST 命令可查看正在进行的查询。它按顺序返回所有连接的线程及其当前运行的 SQL 语句。

    mysql> SHOW [FULL] PROCESSLIST;

    注意状态列和时长列。检查是否有许多查询处于同一状态。

    • 如果许多线程显示 Updating,则可能存在记录锁争用。请参阅下一步。
    • 如果许多线程针对表元数据锁定显示 Waiting,请检查查询以了解表,然后查找可能持有元数据锁的 DDL(例如 ALTER TABLE)。如果早期查询(例如长时间运行的 SELECT query)持有 DDL,则 DDL 也可能会等待表元数据锁定。
  3. 检查记录锁定争用

    当事务持有热门索引记录锁时,它们会屏蔽请求相同锁的其他事务。这可能会形成链式影响,并导致许多请求卡住,并增加 Threads_running 值。如需诊断锁争用,请使用 information_schema.innodb_lock_waits 表。

    以下查询列出了每个屏蔽事务以及关联的已屏蔽事务的数量。

    SELECT
    t.trx_id,
    t.trx_state,
    t.trx_started,
    COUNT(distinct w.requesting_trx_id) AS blocked_trxs
    FROM
    information_schema.innodb_lock_waits w
    INNER JOIN information_schema.innodb_trx t
    ON t.trx_id = w.blocking_trx_id
    GROUP BY t.trx_id,t.trx_state, t.trx_started
    ORDER BY t.trx_id;

    单个大型 DML 和许多并发小型 DML 都可能导致行锁定争用。您可以使用以下步骤从应用端优化此配置:

    • 避免长时间运行的事务,因为行锁定会一直保持,直到事务结束。
    • 将单个大型 DML 拆分为微型 DML。
    • 将单行 DML 批量分成多个小区块。
    • 尽可能减少线程之间的争用;例如,如果应用代码使用连接池,请为同一线程分配 ID 范围。
  4. 查找长时间运行的事务

    • 使用 SHOW ENGINE INNODB STATUS

      在事务部分中,您可以查看按最早到最旧顺序排列的所有未结事务。

      mysql> SHOW ENGINE INNODB STATUS\G
      ……
      ------------
      TRANSACTIONS
      ------------

      ---TRANSACTION 245762, ACTIVE 262 sec
      2 lock struct(s), heap size 1136, 1 row lock(s), undo log entries 1
      MySQL thread id 9210, OS thread handle 140262286128896, query id 202218 localhost root

      从最早的事务开始,并回答以下问题:

      • 这些事务已经运行了多长时间?
      • 存在多少个锁结构体和行锁?
      • 有多少个撤消日志条目?
      • 什么是连接的主机和用户?
      • 什么是持续的 SQL 语句?
    • 使用 information_schema.innodb_trx

      如果 SHOW ENGINE INNODB STATUS 被截断,另一种方法是使用 information_schema.innodb_trx 表来检查所有未结事务:

      SELECT
      trx_id, trx_state,
      timestampdiff(second, trx_started, now()) AS active_secs,
      timestampdiff(second, trx_wait_started, now()) AS wait_secs, trx_tables_in_use,
      trx_tables_locked,
      trx_lock_structs,
      trx_rows_locked,
      trx_rows_modified,
      trx_query
      FROM information_schema.innodb_trx

    如果事务显示当前长时间运行的语句,您可以停止这些事务以减轻服务器上的压力,或者等待关键事务完成。如果较早的事务未显示任何活动,请转到下一步来查找事务历史记录。

  5. 检查长时间运行的事务的 SQL 语句

    • 使用 performance_schema

      要使用 performance_schema,您必须先启用它。此更改要求重启实例。启用 performance_schema 后,检查插桩和使用方是否已启用:

      SELECT * FROM setup_consumers where name like 'events_statements_history';
      SELECT * FROM setup_instruments where name like 'statement/sql/%';

      如果未启用,则启用它们:

      UPDATE setup_instruments SET ENABLED = 'YES', timed = 'YES' WHERE NAME LIKE 'statement/%';
      UPDATE setup_consumers SET ENABLED = 'YES' WHERE NAME LIKE 'events_statements%';

      默认情况下,每个线程将保留 performance_schema_events_statements_history_size 定义的最近 10 个事件。它们通常足以在应用代码中找到事务。此参数不是动态参数。

      使用 mysql thread id(即 processlist_id)查询历史记录事件:

      SELECT
      t.thread_id,
      event_name,
      sql_text,
      rows_affected,
      rows_examined,
      processlist_id,
      processlist_time,
      processlist_state
      FROM events_statements_history h
      INNER JOIN threads t
      ON h.thread_id = t.thread_id
      WHERE processlist_id =
      ORDER BY event_id;

    • 使用慢查询日志

      调试时,您可以将耗时超过 N 秒的所有查询捕获到慢查询日志中。

  6. 检查信号量争用

    在并发环境中,共享资源的互斥和读写锁存器可能是争用点,这会降低服务器的性能。此外,如果信号量等待时间超过 600 秒,则系统可能会崩溃并停滞。

    如需查看信号量争用,请使用以下命令:

    mysql> SHOW ENGINE INNODB STATUS\G
    ----------
    SEMAPHORES
    ----------
    ...
    --Thread 140396021667584 has waited at row0purge.cc line 862 for 241.00 seconds the semaphore:
    S-lock on RW-latch at 0x30c03e8 created in file dict0dict.cc line 1183
    a writer (thread id 140395996489472) has reserved it in mode exclusive
    number of readers 0, waiters flag 1, lock_word: 0
    Last time read locked in file row0purge.cc line 862
    Last time write locked in file /build/mysql-5.7-FFKPr6/mysql-5.7-5.7.22/storage/innobase/dict/dict0stats.cc line 2376
    ...

    在每次信号量等待中,第一行显示等待的线程、特定的信号量及其等待的时长。如果在重复运行 SHOW ENGINE INNODB STATUS 时经常出现信号量等待,尤其是等待超过几秒钟时,则表示系统遇到了并发瓶颈。

    不同的工作负载和配置存在不同的争用点。

    当信号量通常位于 btr0sea.c 时,自适应哈希索引可能是争用的来源。请尝试使用 Google Cloud 控制台或 gcloud CLI 将其停用。

  7. 优化长 SELECT 查询

    首先,查看查询。确定查询的目标以及获取结果的最佳方法。最佳查询计划是最大限度地减少数据访问的计划。

    • 检查查询执行计划:

    mysql> EXPLAIN ;

    • 使用正确的索引

    检查键列以查看是否使用了预期的索引。如果没有,请更新索引统计信息:

    mysql> analyze table

    增加用于计算索引统计信息的示例页面的数量。

    • 充分利用索引

    使用多列索引时,请检查 key_len 列,查看索引是否已被充分利用来过滤记录。最左侧的列需要进行相等的比较,并且索引可用于第一个范围条件(包括第一个条件)。

    • 使用优化器提示

    确保正确索引的另一种方法是使用索引提示和表联接顺序提示。

  8. 避免“读取已提交”的长历史记录列表

    历史记录列表是撤消表空间中未清除的事务列表。事务的默认隔离级别是 REPEATABLE READ,它需要事务在其整个时间段内读取相同的快照。因此,SELECT 查询会阻止完全清除自查询(或事务)以来发出的撤消日志记录。因此,历史记录长列表会降低查询性能。避免构建较长历史记录列表的一种方法是将事务隔离级别更改为“读取已提交”。使用“读取已提交”后,不再需要保留历史记录列表以获得一致的读取视图。您可以为所有会话、单个会话或下一个单个事务全局更改事务隔离级别。调整服务器配置

    关于服务器配置,有太多话要说。虽然完整案例超出了本文档的讨论范围,但值得一提的是,服务器还会报告各种状态变量,以提供与相关配置相关的提示。例如:

    • 如果 Threads_created/Connections 很大,请调整 thread_cache_size。适当的线程缓存可以减少线程创建时间并帮助高度并发的工作负载。
    • 如果 Table_open_cache_misses/Table_open_cache_hits 非常重要,请调整 table_open_cache。将表放入表缓存可以节省查询执行时间,并且在高度并发的环境中可能产生影响。
  9. 终止不需要的连接

    如果查询无效或不再需要该查询,您可以停止查询。

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