這篇文章主要講解了“MySQL內(nèi)核的深度優(yōu)化方式”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“MySQL內(nèi)核的深度優(yōu)化方式”吧！

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一.內(nèi)核性能的優(yōu)化

由于騰訊云上的DB基本都需要跨園區(qū)災(zāi)備的特性，因此CDB for MySQL的優(yōu)化主要針對主從DB部署在跨園區(qū)網(wǎng)絡(luò)拓撲的前提下，重點去解決真實部署環(huán)境下的性能難題。經(jīng)過分析和調(diào)研，我們將優(yōu)化的思路歸納為：“消除冗余I/O、縮短I/O路徑和避免大鎖競爭”。以下是內(nèi)核性能的部分案例：

1.主備DB間的復(fù)制優(yōu)化

問題分析

如上圖所示，在原生MySQL的復(fù)制架構(gòu)中，Master側(cè)通過Dump線程不斷發(fā)送Binlog事件給Slave的I/O線程，Slave的I/O線程在接受到Binlog事件后，有兩個主要的動作：

• 寫入到Relay Log中，這個過程會和Slave SQL線程爭搶保護Relay Log的鎖。

• 更新復(fù)制元數(shù)據(jù)(包含Master的位置等信息)。

優(yōu)化方法

經(jīng)過分析，我們的優(yōu)化策略是：

• Slave I/O線程和Slave SQL線程是典型的單寫單讀生產(chǎn)者-消費者模型，是可以做到無鎖設(shè)計的；因此實現(xiàn)思路就是Slave I/O線程在每次寫完數(shù)據(jù)后，原子更新Relay Log的長度信息，Slave SQL線程讀取Relay Log的時以長度信息為邊界。這樣就將原本競爭激烈的Relay Log鎖化解為無鎖；

• 由于Binlog事件中的GTID(Global Transaction Identifier)和DB事務(wù)是一一對應(yīng)的關(guān)系，所以Relay Log中的數(shù)據(jù)本身已經(jīng)包含了所需要的復(fù)制元數(shù)據(jù)，所以我們可以不寫Master info文件，消除了冗余的文件I/O；

• 于DB都是以事務(wù)為更新粒度的，因為在Relay Log文件I/O上，我們通過合并離散小I/O為事務(wù)粒度的大I/O等手段，使磁盤I/O得以大幅提升。

優(yōu)化效果

如上圖所示，經(jīng)過優(yōu)化：左圖35.79%的鎖競爭(futex)已經(jīng)被完全消除；同壓測壓力下，56.15%的文件I/O開銷被優(yōu)化到19.16%，Slave I/O線程被優(yōu)化為預(yù)期的I/O密集型線程。

2.主庫事務(wù)線程和Dump線程間的優(yōu)化

問題分析

如上圖所示，在原生MySQL中多個事務(wù)提交線程TrxN和多個Dump線程之間會同時競爭Binlog文件資源的保護鎖，多個事務(wù)提交線程對Binlog執(zhí)行寫入，多個Dump線程從Binlog文件讀取數(shù)據(jù)并發(fā)送給Slave。所有的線程之間是串行執(zhí)行的！

優(yōu)化方法

經(jīng)過分析，我們的優(yōu)化策略是：

• 將讀寫分離開來，多個寫入的線程還是在鎖保護下串行執(zhí)行，每一個寫入線程寫入完成后更新當(dāng)前Binlog的長度信息，多個Dump線程以Binlog文件的長度信息為讀取邊界，多個Dump線程之間并行執(zhí)行。以這種方式來讓復(fù)制拓撲中的Dump線程發(fā)送得更快！

效果

優(yōu)化后的示意圖如下：

經(jīng)過測試，優(yōu)化后的內(nèi)核，不僅提升了事務(wù)提交線程的性能，在Dump線程較多的情況下，對主從復(fù)制性能有較大提升。

二.主備庫交互流程優(yōu)化

問題分析

如上圖所示，在原生MySQL中主備庫之間的數(shù)據(jù)發(fā)送和ACK回應(yīng)是簡單的串行執(zhí)行，在上一個事件ACK回應(yīng)到達之前，不允許繼續(xù)發(fā)送下一個事件；這個行為在跨園區(qū)(RTT 2-3ms)的情況性能非常差，而且也不能很好地利用帶寬優(yōu)勢。

優(yōu)化方法

經(jīng)過分析，我們的優(yōu)化策略是：

• 將發(fā)送和ACK回應(yīng)的接收獨立到不同的線程中，由于發(fā)送和接收都是基于TCP流的傳輸，所以時序性是有保障的；這樣發(fā)送線程可以在未收ACK之前繼續(xù)發(fā)送，接受線程收到ACK后喚醒等待的線程執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)。

效果

根據(jù)實際用例測試，優(yōu)化后的TPS提升為15%左右。

三.內(nèi)核功能的優(yōu)化

1. 預(yù)留運維帳號連接數(shù)配額

在騰訊云上，不時遇到用戶APP異?；蛘連UG從而占滿DB的最大連接限制，這是CDB OSS帳號無法登錄以進行緊急的運維操作。針對這個現(xiàn)狀，我們在MySQL內(nèi)核單獨開辟了一個可配置的連接數(shù)配額，即便在上述場景下，運維帳號仍然可以連接到DB進行緊急的運維操作。極大地降低了異常情況下DB無政府狀態(tài)的風(fēng)險。該帳號僅有數(shù)據(jù)庫運維管理權(quán)限，無法獲取用戶數(shù)據(jù)，也保證了用戶數(shù)據(jù)的安全性。

2. 主備強同步

針對一些應(yīng)用對數(shù)據(jù)的一致性要求非常高，CDB在MySQL原生半同步的基礎(chǔ)上進行了深度優(yōu)化，確保一個事務(wù)在主庫上提交之前一定已經(jīng)復(fù)制到至少一個備庫上。確保主庫宕機時數(shù)據(jù)的一致性。

四.外圍系統(tǒng)的優(yōu)化

除了以上提到的MySQL內(nèi)核側(cè)的部分優(yōu)化，我們也在外圍OSS平臺進行了多處優(yōu)化。例如使用異步MySQL ping協(xié)議實現(xiàn)大量實例的監(jiān)控、通過分布式技術(shù)來加固原有系統(tǒng)的HA/服務(wù)發(fā)現(xiàn)和自動擴容等功能、在數(shù)據(jù)安全/故障切換和快速恢復(fù)方面也進行了多處優(yōu)化。

感謝各位的閱讀，以上就是“MySQL內(nèi)核的深度優(yōu)化方式”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對MySQL內(nèi)核的深度優(yōu)化方式這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是創(chuàng)新互聯(lián)，小編將為大家推送更多相關(guān)知識點的文章，歡迎關(guān)注！