性能测试之Mysql数据库调优

发表于:2020-3-04 13:35  作者:白加黑呀   来源:博客园

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  一、前言
  性能调优前提:无监控不调优,对于mysql性能的监控前几天有文章提到过,有兴趣的朋友可以去看一下
  二、Mysql性能指标及问题分析和定位
  1、我们在监控图表中关注的性能指标大概有这么几个:CPU、内存、连接数、io读写时间、io操作时间、慢查询、系统平均负载以及memoryOver
  2、介绍下Grafana模板中各性能指标的意思
  这个是Mysql数据库的连接数
  这个图标表示了慢查询
  上图就是Mysql数据库的缓存区,展示了最大缓存以及已使用缓存等数据
  3、性能分析
  一般在产生Mysql瓶颈的时候往往伴随着的是CPU使用率急速上升,需要top看一下是哪个线程占据了大量的CPU资源,如果发现Mysql进程占用较高,那么基本可以判断是Mysql数据库出现了问题。
  接下来就是对问题具体的分析和定位。
  对于数据库的操作基本上就是大量的查询,会导致数据库出现性能问题。对有问题的场景使用Jmeter模拟场景进行并发,并观察Grafana的图表。
  Mysql的几个问题基本上就是:
  (1)缓存区较小,大量查询导致了缓存区溢出,使用io进行读写,众所周知,io的读写速度远远比内存读写速度要慢得多。
  (2)sql语句问题,导致mysql数据库出现瓶颈的查询语句类型很多,最后会给大家列举一些。
  那么怎么定位到这些问题呢?
  (1)在负载测试中,通过Grafana图表观察Memory Over这个图表,如果发现占用基本占满所分配给Mysql数据库缓存区的内存,然后IO读写时间非常长,读写频率非常高,那基本上是可以判断是缓存区较小导致的问题。(这个问题已经很少出现了)
  (2)判断慢查询:在mysql数据库的配置文件中找到
log_output=file,table #二选 1 或者 2 个都选
slow_query_log=on
slow_query_log_file = /tmp/mysql-slow.log long_query_time = 1    #设置如何判断慢查询,这边设置超过1s就算慢查询
#使用完记得关闭
  重启Mysql数据库
  在Grafana图表中如果看到慢查询的时间超过1s时,基本判断为存在慢查询。
  登入数据库运行命令
select * from mysql.slow_log;#查看慢查询表数据
  运行完这条命令后,可以查看到所有超过1s的查询语句,这个时候复制这条语句到查询输入框中,选中右键点击解释。
  type列,连接类型。一个好的sql语句至少要达到range级别。杜绝出现all级别
  key列,使用到的索引名。如果没有选择索引,值是NULL。可以采取强制索引方式
  key_len列,索引长度
  rows列,扫描行数。该值是个预估值
  extra列,详细说明。注意常见的不太友好的值有:Using filesort, Using temporary
  三、sql语句调优
  1、SQL语句中IN包含的值不应过多
  MySQL对于IN做了相应的优化,即将IN中的常量全部存储在一个数组里面,而且这个数组是排好序的。但是如果数值较多,产生的消耗也是比较大的。再例如:select id from t where num in(1,2,3) 对于连续的数值,能用 between 就不要用 in 了;再或者使用连接来替换。
  2、SELECT语句务必指明字段名称
  SELECT *增加很多不必要的消耗(cpu、io、内存、网络带宽);增加了使用覆盖索引的可能性;当表结构发生改变时,前断也需要更新。所以要求直接在select后面接上字段名。
  3、当只需要一条数据的时候,使用limit 1
  这是为了使EXPLAIN中type列达到const类型
  4、如果排序字段没有用到索引,就尽量少排序
  5、如果限制条件中其他字段没有索引,尽量少用or
  or两边的字段中,如果有一个不是索引字段,而其他条件也不是索引字段,会造成该查询不走索引的情况。很多时候使用 union all 或者是union(必要的时候)的方式来代替“or”会得到更好的效果
  6、区分in和exists, not in和not exists
  select * from 表A where id in (select id from 表B)
  上面sql语句相当于
  select * from 表A where exists(select * from 表B where 表B.id=表A.id)
  区分in和exists主要是造成了驱动顺序的改变(这是性能变化的关键),如果是exists,那么以外层表为驱动表,先被访问,如果是IN,那么先执行子查询。所以IN适合于外表大而内表小的情况;EXISTS适合于外表小而内表大的情况。
  关于not in和not exists,推荐使用not exists,不仅仅是效率问题,not in可能存在逻辑问题。如何高效的写出一个替代not exists的sql语句?
  原sql语句
  select colname … from A表 where a.id not in (select b.id from B表)
  高效的sql语句
  select colname … from A表 Left join B表 on where a.id = b.id where b.id is null
  7、分段查询
  在一些用户选择页面中,可能一些用户选择的时间范围过大,造成查询缓慢。主要的原因是扫描行数过多。这个时候可以通过程序,分段进行查询,循环遍历,将结果合并处理进行展示
  8、避免在 where 子句中对字段进行 null 值判断
  对于null的判断会导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描。
  9、不建议使用%前缀模糊查询
  例如LIKE “%name”或者LIKE “%name%”,这种查询会导致索引失效而进行全表扫描。但是可以使用LIKE “name%”。
  10、注意范围查询语句
  对于联合索引来说,如果存在范围查询,比如between,>,<等条件时,会造成后面的索引字段失效。
  type
  访问类型
  ALL   扫描全表数据
  index 遍历索引
  range 索引范围查找
  index_subquery 在子查询中使用 ref
  unique_subquery 在子查询中使用 eq_ref
  ref_or_null 对Null进行索引的优化的 ref
  fulltext 使用全文索引
  ref   使用非唯一索引查找数据
  eq_ref 在join查询中使用PRIMARY KEYorUNIQUE NOT NULL索引关联。
  const 使用主键或者唯一索引,且匹配的结果只有一条记录
  system const 连接类型的特例,查询的表为系统表。
  性能从好到差依次为:
  system,const,eq_ref,ref,fulltext,ref_or_null,unique_subquery,index_subquery,range,index_merge,index,ALL,除了ALL之外,其他的type都可以使用到索引,除了index_merge之外,其他的type只可以用到一个索引。
  所以,如果通过执行计划发现某张表的查询语句的type显示为ALL,那就要考虑添加索引,或者更换查询方式,使用索引进行查询。
  possible_keys
  可能使用的索引,注意不一定会使用。查询涉及到的字段上若存在索引,则该索引将被列出来。当该列为 NULL时就要考虑当前的SQL是否需要优化了。
  key
  显示MySQL在查询中实际使用的索引,若没有使用索引,显示为NULL。
  TIPS:查询中若使用了覆盖索引(覆盖索引:索引的数据覆盖了需要查询的所有数据),则该索引仅出现在key列表中
  一些SQL优化建议
  1、SQL语句不要写的太复杂。
  一个SQL语句要尽量简单,不要嵌套太多层。
  2、使用like的时候要注意是否会导致全表扫
  3、尽量避免使用!=或<>操作符
  在where语句中使用!=或<>,引擎将放弃使用索引而进行全表扫描。
  4、尽量避免使用 or 来连接条件
  在 where 子句中使用 or 来连接条件,引擎将放弃使用索引而进行全表扫描。
  5、尽量避免使用in和not in
  在 where 子句中使用 in和not in,引擎将放弃使用索引而进行全表扫描。
  6、尽量避免使用表达式、函数等操作作为查询条件
  7、尽量避免大事务操作,提高系统并发能力。
  8、任何地方都不要使用 select * from t ,用具体的字段列表代替“*”,不要返回用不到的任何字段。
  9、尽量使用数字型字段,若只含数值信息的字段尽量不要设计为字符型,这会降低查询和连接的性能,并会增加存储开销。
  10、索引并不是越多越好,索引固然可以提高相应的 select 的效率,但同时也降低了 insert 及 update 的效率
  11、并不是所有索引对查询都有效,SQL是根据表中数据来进行查询优化的,当索引列有大量数据重复时,SQL查询可能不会去利用索引

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