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MYSQL 應(yīng)該是最流行了 WEB 后端數(shù)據(jù)庫。雖然 NOSQL 最近越來越多的被提到，但是相信大部分架構(gòu)師還是會選擇 MYSQL 來做數(shù)據(jù)存儲。本文作者總結(jié)梳理MySQL性能調(diào)優(yōu)的15個重要變量，又不足需要補(bǔ)充的還望大佬指出。
1.DEFAULT_STORAGE_ENGINE
如果你已經(jīng)在用MySQL 5.6或者5.7，并且你的數(shù)據(jù)表都是InnoDB，那么表示你已經(jīng)設(shè)置好了。如果沒有，確保把你的表轉(zhuǎn)換為InnoDB并且設(shè)置default_storage_engine為InnoDB。
為什么？簡而言之，因?yàn)镮nnoDB是MySQL(包括Percona Server和MariaDB)最好的存儲引擎 – 它支持事務(wù)，高并發(fā)，有著非常好的性能表現(xiàn)(當(dāng)配置正確時)。這里有詳細(xì)的版本介紹為什么
2.INNODB_BUFFER_POOL_SIZE
這個是InnoDB最重要變量。實(shí)際上，如果你的主要存儲引擎是InnoDB，那么對于你，這個變量對于MySQL是最重要的。
基本上，innodb_buffer_pool_size指定了MySQL應(yīng)該分配給InnoDB緩沖池多少內(nèi)存，InnoDB緩沖池用來存儲緩存的數(shù)據(jù)，二級索引，臟數(shù)據(jù)(已經(jīng)被更改但沒有刷新到硬盤的數(shù)據(jù))以及各種內(nèi)部結(jié)構(gòu)如自適應(yīng)哈希索引。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在一個獨(dú)立的MySQL服務(wù)器應(yīng)該分配給MySQL整個機(jī)器總內(nèi)存的80%。如果你的MySQL運(yùn)行在一個共享服務(wù)器，或者你想知道InnoDB緩沖池大小是否正確設(shè)置，詳細(xì)請看這里。
3.INNODB_LOG_FILE_SIZE
InnoDB重做日志文件的設(shè)置在MySQL社區(qū)也叫做事務(wù)日志。直到MySQL 5.6.8事務(wù)日志默認(rèn)值innodb_log_file_size=5M是唯一最大的InnoDB性能殺手。從MySQL 5.6.8開始，默認(rèn)值提升到48M,但對于許多稍繁忙的系統(tǒng)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)要低。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，你應(yīng)該設(shè)置的日志大小能在你服務(wù)器繁忙時能存儲1-2小時的寫入量。如果不想這么麻煩，那么設(shè)置1-2G的大小會讓你的性能有一個不錯的表現(xiàn)。這個變量也相當(dāng)重要，更詳細(xì)的介紹請看這里。
當(dāng)然，如果你有大量的大事務(wù)更改，那么，更改比默認(rèn)innodb日志緩沖大小更大的值會對你的性能有一定的提高，但是你使用的是autocommit，或者你的事務(wù)更改小于幾k，那還是保持默認(rèn)的值吧。
4.INNODB_FLUSH_LOG_AT_TRX_COMMIT
默認(rèn)下，innodb_flush_log_at_trx_commit設(shè)置為1表示InnoDB在每次事務(wù)提交后立即刷新同步數(shù)據(jù)到硬盤。如果你使用autocommit，那么你的每一個INSERT, UPDATE或DELETE語句都是一個事務(wù)提交。
同步是一個昂貴的操作(特別是當(dāng)你沒有寫回緩存時)，因?yàn)樗婕皩τ脖P的實(shí)際同步物理寫入。所以如果可能，并不建議使用默認(rèn)值。
兩個可選的值是0和2:
* 0表示刷新到硬盤，但不同步(提交事務(wù)時沒有實(shí)際的IO操作)
* 2表示不刷新和不同步(也沒有實(shí)際的IO操作)
所以你如果設(shè)置它為0或2，則同步操作每秒執(zhí)行一次。所以明顯的缺點(diǎn)是你可能會丟失上一秒的提交數(shù)據(jù)。具體來說，你的事務(wù)已經(jīng)提交了，但服務(wù)器馬上斷電了，那么你的提交相當(dāng)于沒有發(fā)生過。
顯示的，對于金融機(jī)構(gòu)，如銀行，這是無法忍受的。不過對于大多數(shù)網(wǎng)站，可以設(shè)置為innodb_flush_log_at_trx_commit=0|2，即使服務(wù)器最終崩潰也沒有什么大問題。畢竟，僅僅在幾年前有許多網(wǎng)站還是用MyISAM，當(dāng)崩潰時會丟失30s的數(shù)據(jù)(更不要提那令人抓狂的慢修復(fù)進(jìn)程)。
那么，0和2之間的實(shí)際區(qū)別是什么？性能明顯的差異是可以忽略不計，因?yàn)樗⑿碌讲僮飨到y(tǒng)緩存的操作是非?？斓?。所以很明顯應(yīng)該設(shè)置為0，萬一MySQL崩潰(不是整個機(jī)器)，你不會丟失任何數(shù)據(jù)，因?yàn)閿?shù)據(jù)已經(jīng)在OS緩存，最終還是會同步到硬盤的。
5.SYNC_BINLOG
已經(jīng)有大量的文檔寫到sync_binlog，以及它和innodb_flush_log_at_trx_commit的關(guān)系，下面我們來簡單的介紹下：
a) 如果你的服務(wù)器沒有設(shè)置從服務(wù)器，而且你不做備份，那么設(shè)置sync_binlog=0將對性能有好處。
b) 如果你有從服務(wù)器并且做備份，但你不介意當(dāng)主服務(wù)器崩潰時在二進(jìn)制日志丟失一些事件，那么為了更好的性能還是設(shè)置為sync_binlog=0.
c) 如果你有從服務(wù)器并且備份，你非常在意從服務(wù)器的一致性，以及能及時恢復(fù)到一個時間點(diǎn)(通過使用最新的一致性備份和二進(jìn)制日志將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到特定時間點(diǎn)的能力)，那么你應(yīng)該設(shè)置innodb_flush_log_at_trx_commit=1，并且需要認(rèn)真考慮使用sync_binlog=1。
問題是sync_binlog=1代價比較高 – 現(xiàn)在每個事務(wù)也要同步一次到硬盤。你可能會想為什么不把兩次同步合并成一次，想法正確 – 新版本的MySQL(5.6和5.7，MariaDB和Percona Server)已經(jīng)能合并提交，那么在這種情況下sync_binlog=1的操作也不是這么昂貴了，但在舊的mysql版本中仍然會對性能有很大影響。
6.INNODB_FLUSH_METHOD
將innodb_flush_method設(shè)置為O_DIRECT以避免雙重緩沖.唯一一種情況你不應(yīng)該使用O_DIRECT是當(dāng)你操作系統(tǒng)不支持時。但如果你運(yùn)行的是Linux，使用O_DIRECT來激活直接IO。
不用直接IO，雙重緩沖將會發(fā)生，因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)庫更改首先會寫入到OS緩存然后才同步到硬盤 – 所以InnoDB緩沖池和OS緩存會同時持有一份相同的數(shù)據(jù)。特別是如果你的緩沖池限制為總內(nèi)存的50%，那意味著在寫密集的環(huán)境中你可能會浪費(fèi)高達(dá)50%的內(nèi)存。如果沒有限制為50%，服務(wù)器可能由于OS緩存的高壓力會使用到swap。
簡單地說，設(shè)置為innodb_flush_method=O_DIRECT。
7.INNODB_BUFFER_POOL_INSTANCES
MySQL 5.5引入了緩沖實(shí)例作為減小內(nèi)部鎖爭用來提高M(jìn)ySQL吞吐量的手段。
在5.5版本這個對提升吞吐量幫助很小，然后在MySQL 5.6版本這個提升就非常大了，所以在MySQL5.5中你可能會保守地設(shè)置innodb_buffer_pool_instances=4，在MySQL 5.6和5.7中你可以設(shè)置為8-16個緩沖池實(shí)例。
你設(shè)置后觀察會覺得性能提高不大，但在大多數(shù)高負(fù)載情況下，它應(yīng)該會有不錯的表現(xiàn)。
對了，不要指望這個設(shè)置能減少你單個查詢的響應(yīng)時間。這個是在高并發(fā)負(fù)載的服務(wù)器上才看得出區(qū)別。比如多個線程同時做許多事情。
8.INNODB_THREAD_CONCURRENCY
InnoDB有一種方法來控制并行執(zhí)行的線程數(shù) – 我們稱為并發(fā)控制機(jī)制。大部分是由innodb_thread_concurrency值來控制的。如果設(shè)置為0，并發(fā)控制就關(guān)閉了，因此InnoDB會立即處理所有進(jìn)來的請求(盡可能多的)。
在你有32CPU核心且只有4個請求時會沒什么問題。不過想像下你只有4CPU核心和32個請求時 – 如果你讓32個請求同時處理，你這個自找麻煩。因?yàn)檫@些32個請求只有4 CPU核心，顯然地會比平常慢至少8倍(實(shí)際上是大于8倍)，而然這些請求每個都有自己的外部和內(nèi)部鎖，這有很大可能堆積請求。
下面介紹如何更改這個變量，在mysql命令行提示符執(zhí)行：
對于大多數(shù)工作負(fù)載和服務(wù)器，設(shè)置為8是一個好開端，然后你可以根據(jù)服務(wù)器達(dá)到了這個限制而資源使用率利用不足時逐漸增加?？梢酝ㄟ^show engine innodb status\G來查看目前查詢處理情況，查找類似如下行：
9.SKIP_NAME_RESOLVE
這一項(xiàng)不得不提及，因?yàn)槿匀挥泻芏嗳藳]有添加這一項(xiàng)。你應(yīng)該添加skip_name_resolve來避免連接時DNS解析。
大多數(shù)情況下你更改這個會沒有什么感覺，因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下DNS服務(wù)器解析會非?？?。不過當(dāng)DNS服務(wù)器失敗時，它會出現(xiàn)在你服務(wù)器上出現(xiàn)“unauthenticated connections” ，而就是為什么所有的請求都突然開始慢下來了。
所以不要等到這種事情發(fā)生才更改?，F(xiàn)在添加這個變量并且避免基于主機(jī)名的授權(quán)。
10.INNODB_IO_CAPACITY, INNODB_IO_CAPACITY_MAX
* innodb_io_capacity：用來當(dāng)刷新臟數(shù)據(jù)時，控制MySQL每秒執(zhí)行的寫IO量。
* innodb_io_capacity_max: 在壓力下，控制當(dāng)刷新臟數(shù)據(jù)時MySQL每秒執(zhí)行的寫IO量
首先，這與讀取無關(guān) – SELECT查詢執(zhí)行的操作。對于讀操作，MySQL會盡最大可能處理并返回結(jié)果。至于寫操作，MySQL在后臺會循環(huán)刷新，在每一個循環(huán)會檢查有多少數(shù)據(jù)需要刷新，并且不會用超過innodb_io_capacity指定的數(shù)來做刷新操作。這也包括更改緩沖區(qū)合并（在它們刷新到磁盤之前，更改緩沖區(qū)是輔助臟頁存儲的關(guān)鍵）。
第二，我需要解釋一下什么叫“在壓力下”，MySQL中稱為”緊急情況”，是當(dāng)MySQL在后臺刷新時，它需要刷新一些數(shù)據(jù)為了讓新的寫操作進(jìn)來。然后，MySQL會用到innodb_io_capacity_max。
那么，應(yīng)該設(shè)置innodb_io_capacity和innodb_io_capacity_max為什么呢？
最好的方法是測量你的存儲設(shè)置的隨機(jī)寫吞吐量，然后給innodb_io_capacity_max設(shè)置為你的設(shè)備能達(dá)到的最大IOPS。innodb_io_capacity就設(shè)置為它的50-75%，特別是你的系統(tǒng)主要是寫操作時。
通常你可以預(yù)測你的系統(tǒng)的IOPS是多少。例如由8 15k硬盤組成的RAID10能做大約每秒1000隨機(jī)寫操作，所以你可以設(shè)置innodb_io_capacity=600和innodb_io_capacity_max=1000。許多廉價企業(yè)SSD可以做4,000-10,000 IOPS等。
這個值設(shè)置得不完美問題不大。但是，要注意默認(rèn)的200和400會限制你的寫吞吐量，因此你可能偶爾會捕捉到刷新進(jìn)程。如果出現(xiàn)這種情況，可能是已經(jīng)達(dá)到你硬盤的寫IO吞吐量，或者這個值設(shè)置得太小限制了吞吐量。
11.INNODB_STATS_ON_METADATA
如果你跑的是MySQL 5.6或5.7，你不需要更改innodb_stats_on_metadata的默認(rèn)值，因?yàn)樗呀?jīng)設(shè)置正確了。
不過在MySQL 5.5或5.1，強(qiáng)烈建議關(guān)閉這個變量 – 如果是開啟，像命令show table status會立即查詢INFORMATION_SCHEMA而不是等幾秒再執(zhí)行，這會使用到額外的IO操作。
從5.1.32版本開始，這個是動態(tài)變量，意味著你不需要重啟MySQL服務(wù)器來關(guān)閉它。
12.INNODB_BUFFER_POOL_DUMP_AT_SHUTDOWN INNODB_BUFFER_POOL_LOAD_AT_STARTUP
innodb_buffer_pool_dump_at_shutdown和innodb_buffer_pool_load_at_startup這兩個變量與性能無關(guān)，不過如果你偶爾重啟mysql服務(wù)器(如生效配置)，那么就有關(guān)。當(dāng)兩個都激活時，MySQL緩沖池的內(nèi)容(更具體地說，是緩存頁)在停止MySQL時存儲到一個文件。當(dāng)你下次啟動MySQL時，它會在后臺啟動一個線程來加載緩沖池的內(nèi)容以提高預(yù)熱速度到3-5倍。
兩件事：
第一，它實(shí)際上沒有在關(guān)閉時復(fù)制緩沖池內(nèi)容到文件，僅僅是復(fù)制表空間ID和頁面ID – 足夠的信息來定位硬盤上的頁面了。然后它就能以大量的順序讀非常快速的加載那些頁面，而不是需要成千上萬的小隨機(jī)讀。
第二，啟動時是在后臺加載內(nèi)容，因?yàn)镸ySQL不需要等到緩沖池內(nèi)容加載完成再開始接受請求(所以看起來不會有什么影響)。
從MySQL 5.7.7開始，默認(rèn)只有25%的緩沖池頁面在mysql關(guān)閉時存儲到文件，但是你可以控制這個值 – 使用innodb_buffer_pool_dump_pct，建議75-100。
這個特性從MySQL 5.6才開始支持。
13.INNODB_ADAPTIVE_HASH_INDEX_PARTS
如果你運(yùn)行著一個大量SELECT查詢的MySQL服務(wù)器(并且已經(jīng)盡可能優(yōu)化)，那么自適應(yīng)哈希索引將下你的下一個瓶頸。自適應(yīng)哈希索引是InnoDB內(nèi)部維護(hù)的動態(tài)索引，可以提高最常用的查詢模式的性能。這個特性可以重啟服務(wù)器關(guān)閉，不過默認(rèn)下在mysql的所有版本開啟。
這個技術(shù)非常復(fù)雜，在大多數(shù)情況下它會對大多數(shù)類型的查詢直到加速的作用。不過，當(dāng)你有太多的查詢往數(shù)據(jù)庫，在某一個點(diǎn)上它會花過多的時間等待AHI鎖和閂鎖。
如果你的是MySQL 5.7，沒有這個問題 – innodb_adaptive_hash_index_parts默認(rèn)設(shè)置為8，所以自適應(yīng)哈希索引被切割為8個分區(qū)，因?yàn)椴淮嬖谌只コ狻?/p>
不過在mysql 5.7前的版本，沒有AHI分區(qū)數(shù)量的控制。換句話說，有一個全局互斥鎖來保護(hù)AHI，可能導(dǎo)致你的select查詢經(jīng)常撞墻。
所以如果你運(yùn)行的是5.1或5.6，并且有大量的select查詢，最簡單的方案就是切換成同一版本的Percona Server來激活A(yù)HI分區(qū)。
14.QUERY_CACHE_TYPE
如果人認(rèn)為查詢緩存效果很好，肯定應(yīng)該使用它。好吧，有時候是有用的。不過這個只在你在低負(fù)載時有用，特別是在低負(fù)載下大多數(shù)是讀取，小量寫或者沒有。
如果是那樣的情況，設(shè)置query_cache_type=ON和query_cache_size=256M就好了。不過記住不能把256M設(shè)置更高的值了，否則會由于查詢緩存失效時，導(dǎo)致引起嚴(yán)重的服務(wù)器停頓。
如果你的MySQL服務(wù)器高負(fù)載動作，建議設(shè)置query_cache_size=0和query_cache_type=OFF，并重啟服務(wù)器生效。那樣Mysql就會停止在所有的查詢使用查詢緩存互斥鎖。
15.TABLE_OPEN_CACHE_INSTANCES
從MySQL 5.6.6開始，表緩存能分割到多個分區(qū)。
表緩存用來存放目前已打開表的列表，當(dāng)每一個表打開或關(guān)閉互斥體就被鎖定 – 即使這是一個隱式臨時表。使用多個分區(qū)絕對減少了潛在的爭用。
從MySQL 5.7.8開始，table_open_cache_instances=16是默認(rèn)的配置。
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MySQL 5.5引入了緩沖實(shí)例作為減小內(nèi)部鎖爭用來提高M(jìn)ySQL吞吐量的手段。在5.5版本這個對提升吞吐量幫助很小，然后在MySQL 5.6版本這個提升就非常大了，所以在MySQL5.5中你可能會保守地設(shè)置innodb_buffer_pool_instances=4，在MySQL 5.6和5.7中你可以設(shè)置為8-16個緩沖池實(shí)例。設(shè)置后觀察會覺得性能提高不大，但在大多數(shù)高負(fù)載情況下，它應(yīng)該會有不錯的表現(xiàn)。對了，不要指望這個設(shè)置能減少你單個查詢的響應(yīng)時間。這個是在高并發(fā)負(fù)載的服務(wù)器上才看得出區(qū)別。比如多個線程同時做許多事情。
5.7、8.0 下INNODB_BUFFER_POOL_INSTANCES默認(rèn)為1，若mysql存在高并發(fā)和高負(fù)載訪問，設(shè)置為1則會造成大量線程對BUFFER_POOL的單實(shí)例互斥鎖競爭，這樣會消耗一定量的性能的。
pool_instances 可以設(shè)置為cpu核心數(shù)，它的作用是：
1）對于緩沖池在數(shù)千兆字節(jié)范圍內(nèi)的系統(tǒng)，通過減少爭用不同線程對緩存頁面進(jìn)行讀寫的爭用，將緩沖池劃分為多個單獨(dú)的實(shí)例可以提高并發(fā)性?？梢灶惐葹?java中的 ThreadLocal 線程本地變量 就是為每個線程維護(hù)一個buffer pool實(shí)例，這樣就不用去爭用同一個實(shí)例了。相當(dāng)于減少高并發(fā)下mysql對INNODB_BUFFER緩沖池的爭用。
2）使用散列函數(shù)將存儲在緩沖池中或從緩沖池讀取的每個頁面隨機(jī)分配給其中一個緩沖池實(shí)例。每個緩沖池管理自己的空閑列表， 刷新列表， LRU和連接到緩沖池的所有其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并受其自己的緩沖池互斥量保護(hù)。
限流算法目前程序開發(fā)過程常用的限流算法有兩個：漏桶算法和令牌桶算法。
漏桶算法
漏桶算法的原理比較簡單，請求進(jìn)入到漏桶中，漏桶以一定的速率漏水。當(dāng)請求過多時，水直接溢出?？梢钥闯?，漏桶算法可以強(qiáng)制限制數(shù)據(jù)的傳輸速度。如圖所示，把請求比作是水滴，水先滴到桶里，通過漏洞并以限定的速度出水，當(dāng)水來得過猛而出水不夠快時就會導(dǎo)致水直接溢出，即拒絕服務(wù)。
圖片來自網(wǎng)絡(luò)
漏桶的出水速度是恒定的，那么意味著如果瞬時大流量的話，將有大部分請求被丟棄掉（也就是所謂的溢出）。
令牌桶算法
令牌桶算法的原理是系統(tǒng)以一定速率向桶中放入令牌，如果有請求時，請求會從桶中取出令牌，如果能取到令牌，則可以繼續(xù)完成請求，否則等待或者拒絕服務(wù)。這種算法可以應(yīng)對突發(fā)程度的請求，因此比漏桶算法好。
圖片來自網(wǎng)絡(luò)
漏桶算法和令牌桶算法的選擇
兩者的主要區(qū)別漏桶算法能夠強(qiáng)行限制處理數(shù)據(jù)的速率，不論系統(tǒng)是否空閑。而令牌桶算法能夠在限制數(shù)據(jù)的平均處理速率的同時還允許某種程度的突發(fā)流量。如何理解上面的含義呢？漏桶算法，比如系統(tǒng)吞吐量是 120/s，業(yè)務(wù)請求 130/s，使用漏斗限流 100/s，起到限流的作用，多余的請求將產(chǎn)生等待或者丟棄。對于令牌桶算法，每秒產(chǎn)生 100 個令牌，系統(tǒng)容量 200 個令牌。正常情況下，業(yè)務(wù)請求 100/s 時，請求能被正常被處理。當(dāng)有突發(fā)流量過來比如 200 個請求時，因?yàn)橄到y(tǒng)容量有 200 個令牌可以同一時刻處理掉這 200 個請求。如果是漏桶算法，則只能處理 100 個請求，其他的請求等待或者被丟棄。
1.數(shù)據(jù)庫I/O方面硬件性能
最有可能影響性能的是磁盤和網(wǎng)絡(luò)吞吐量。解決辦法：
擴(kuò)大虛擬內(nèi)存，并保證有足夠可以擴(kuò)充的空間
把數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的不必要服務(wù)關(guān)閉掉
把SQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的吞吐量調(diào)為最大
2.調(diào)整數(shù)據(jù)庫
若對該表的查詢頻率比較高，則建立索引。
分區(qū)（如MySQL，按時間分區(qū)）
盡量使用固定長度字段和限制字段長度（如 varchar(10)）優(yōu)勢：
降低物理存儲空間
提高數(shù)據(jù)庫處理速度
附帶校驗(yàn)數(shù)據(jù)庫是否合法功能
3.使用存儲過程
應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)過程中，能夠采用存儲過程實(shí)現(xiàn)的對數(shù)據(jù)庫的操作盡量通過存儲過程來實(shí)現(xiàn)。
因?yàn)榇鎯^程是存放在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的一次性被設(shè)計、編碼、測試，并被再次使用，需要執(zhí)行該任務(wù)的應(yīng)用可以簡單地執(zhí)行存儲過程，并且只返回結(jié)果集或者數(shù)值。
這樣不僅可以使程序模塊化，同時提高響應(yīng)速度，減少網(wǎng)絡(luò)流量，并且通過輸入?yún)?shù)接受輸入，使得在應(yīng)用中完成邏輯的一致性實(shí)現(xiàn)。
4.SQL語句方面
建立查詢條件索引僅僅是提高速度的前提條件，響應(yīng)速度的提高還依賴于對索引的使用。不良的SQL往往來自于不恰當(dāng)?shù)乃饕O(shè)計、不充份的連接條件和不可優(yōu)化的where子句。
優(yōu)化sql語句，減少比較次數(shù)
限制返回條目數(shù)(mysql中使用limit)
5.Java方面
盡可能的少創(chuàng)造對象
合理擺正系統(tǒng)設(shè)計的位置。大量數(shù)據(jù)操作，和少量數(shù)據(jù)操作一定是分開的。
合理利用內(nèi)存，有的數(shù)據(jù)要緩存。讓數(shù)據(jù)流起來，而不是全部讀到內(nèi)存再處理，而是邊讀取邊處理。
重慶分公司
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