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Linux上跑MySQL優化技巧

1.禁止作業系統更新檔案的atime屬性

atime是Linux/UNIX系統下的一個檔案屬性，每當讀取檔案時，作業系統都會将讀操作時間回寫到磁盤上。對于讀寫頻繁的資料庫檔案來說，記錄檔案的通路時間一般沒有任何用處，卻會增加磁盤系統的負擔，影響I/O性能！是以，可以通過設定檔案系統的mount熟悉，阻止作業系統寫atime資訊，減輕磁盤I/O負擔。方法如下：

（1）修改檔案系統配置檔案/etc/fstab，指定noatime選項：

UUID=33958004-e8a7-4135-844f-707a5537e86a /data                   ext4  noatime     0    1

（2）重新mount檔案系統使其修改生效：

[root@MySQL-01 ~]# mount -o remount /data

2.調整I/O排程算法

詳細說明請參考前面文章提到的I/O排程算法的選擇

（1）檢視目前系統支援的I/O排程算法：

[root@MySQL-01 ~]# dmesg | grep -i scheduler
io scheduler noop registered
io scheduler anticipatory registered
io scheduler deadline registered
io scheduler cfq registered (default)
[root@MySQL-01 ~]#

（2）檢視目前裝置（/dev/sda）使用的I/O排程算法：

[root@MySQL-01 ~]# cat /sys/block/sda/queue/scheduler     
noop anticipatory deadline [cfq] 
[root@MySQL-01 ~]#

（3）修改目前裝置使用的I/O排程算法，普通磁盤可以選擇Deadline，SSD我們可以選擇使用NOOP或者Deadline

[root@MySQL-01 ~]# echo "deadline" >> /sys/block/sda/queue/scheduler 
[root@MySQL-01 ~]# cat /sys/block/sda/queue/scheduler                
noop anticipatory [deadline] cfq 
[root@MySQL-01 ~]#

 永久修改I/O排程算法，可以通過修改核心引導參數，增加elevator=排程算法名

[root@MySQL-01 ~]# vim /boot/grub/menu.lst

更改後的内容：

[root@MySQL-01 ~]# grep "deadline" /boot/grub/menu.lst      
        kernel /vmlinuz-2.6.32-220.el6.x86_64 ro root=UUID=c0618639-a967-4601-bca7-cc3b99c5c332 elevator=deadline rd_NO_LUKS rd_NO_LVM LANG=en_US.UTF-8 rd_NO_MD quiet SYSFONT=latarcyrheb-sun16 rhgb crashkernel=auto  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM
[root@MySQL-01 ~]#

3.NUMA架構優化

從系統架構來看，目前的商用伺服器大體可以分為三類：

（1）對稱多處理器架構（Symmetric Multi-Processor，SMP）

（2）非一緻存儲通路架構（Non-Uniform Memory Access，NUMA）

（3）海量并行處理架構(Massive Parallel Processing，MPP）

一般伺服器是SMP或者NUMA架構的較多。我這裡隻詳細說明NUMA架構，至于其他的童鞋們可以自行查閱資料^_^

NUMA把一台計算機分成多個節點（Node），每個節點内部擁有多個CPU，節點内部使用共有的記憶體控制器，節點之間是通過互聯子產品進行連接配接和資訊互動，是以節點的所有記憶體對于本節點所有的CPU是等同的，而對于其他節點中的所有CPU都是不同的。是以每個CPU可以通路整個系統記憶體，但是通路本地節點的記憶體速度最快（不需要經過互聯子產品），通路非本地節點的記憶體速度較慢（需要經過互聯子產品），即CPU通路記憶體的速度與節點的距離有關，距離稱為Node Distance。如下圖：

Linux上跑MySQL優化技巧

顯示目前NUMA的節點情況:

[root@localhost ~]# numactl --hardware
available: 2 nodes (0-1)
node 0 cpus: 0 2 4 6
node 0 size: 16338 MB
node 0 free: 136 MB
node 1 cpus: 1 3 5 7
node 1 size: 16384 MB
node 1 free: 66 MB
node distances:
node   0   1 
  0:  10  20 
  1:  20  10 
[root@localhost ~]# free -m
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:         32060      31856        204          0        362      13016
-/+ buffers/cache:      18477      13582
Swap:         7999          6       7993
[root@localhost ~]#

目前伺服器上有兩個節點Node 0和Node 1，Node 0的本地記憶體約為16GB，Node 1的本地記憶體約為16GB，可以看出系統一共有32GB記憶體

節點之間的距離（Node Distance）是指節點1通路節點0上的記憶體需要付出的代價的一種表現形式。在上述例子中，Linux節點本地記憶體聲明距離為10，非本地記憶體聲明距離20.

NUMA的記憶體配置設定政策分為以下4種：

（1）預設default：總是在本地節點配置設定（配置設定在目前程序運作的節點上）

（2）綁定bind：強制配置設定到指定節點上

（3）交叉interleave：在所有節點或者指定節點上交叉配置設定記憶體

（4）優先preferred：在指定節點上配置設定，失敗則在其他節點配置設定

顯示目前系統NUMA政策：

[root@localhost ~]# numactl --show
policy: default
preferred node: current
physcpubind: 0 1 2 3 4 5 6 7 
cpubind: 0 1 
nodebind: 0 1 
membind: 0 1 
[root@localhost ~]#

因為NUMA預設的記憶體配置設定政策是優先在程序所在CPU的本地記憶體中配置設定，會導緻CPU節點之間記憶體配置設定不均衡，當某個CPU節點記憶體不足時，會導緻SWAP發生，而不是從遠端節點配置設定記憶體，這就是Swap Insanity現象。

MySQL是單程序多線程架構的資料庫，當NUMA采用預設的記憶體配置設定政策時，MySQL程序會被并且僅僅會被配置設定到NUMA的一個節點上去。假設MySQL程序被配置設定到Node 1運作，這個節點的本地記憶體是8GB，而MySQL配置了14GB記憶體，MySQL配置設定的14GB記憶體中，超過節點本地記憶體部分（14GB-8GB=6GB）Linux系統甯願使用Swap也不會使用其他節點的實體記憶體。在這種情況下，能觀察到系統雖然總共可用的實體記憶體還很多，但是MySQL程序已經開始使用Swap了。

MySQL對NUMA的特性支援不好，如果單機隻運作一個MySQL執行個體，可以選擇關閉NUMA，關閉的方式有兩種：

（1）硬體層，在BIOS中設定關閉

（2）OS核心層，啟動時設定numa=off

修改/etc/grub.conf，添加numa=off

[root@MySQL-01 ~]# vim /etc/grub.conf
[root@MySQL-01 ~]# grep 'numa' /etc/grub.conf 
        kernel /vmlinuz-2.6.32-220.el6.x86_64 ro root=UUID=c0618639-a967-4601-bca7-cc3b99c5c332 elevator=deadline rd_NO_LUKS rd_NO_LVM LANG=en_US.UTF-8 rd_NO_MD quiet SYSFONT=latarcyrheb-sun16 rhgb crashkernel=auto  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM numa=off
[root@MySQL-01 ~]#

或者通過numactl指令将NUMA的記憶體配置設定政策修改為interleave

/usr/bin/numactl --interleave=all /usr/local/mysql-5.1.66/bin/mysqld_safe --defaults-file=/usr/local/mysql-5.1.66/my.cnf

這樣就指定了MySQL啟動時記憶體的配置設定政策是interleave

如果單機運作多個MySQL執行個體，可以将不同MySQL執行個體綁定到不同的CPU節點上，同時配置合适的MySQL記憶體參數，并且采用綁定的記憶體配置設定測試，強制在本地節點配置設定記憶體。

4.vm.swappiness調整

swappiness是作業系統控制實體記憶體交換出去的政策。它允許的值是一個百分比的值，最小為0，最大運作100，該值預設為60。vm.swappiness設定為0表示盡量少swap，100表示盡量将inactive的記憶體頁交換出去。

具體的說：當記憶體基本用滿的時候，系統會根據這個參數來判斷是把記憶體中很少用到的inactive 記憶體交換出去，還是釋放資料的cache。cache中緩存着從磁盤讀出來的資料，根據程式的局部性原理，這些資料有可能在接下來又要被讀取；inactive 記憶體顧名思義，就是那些被應用程式映射着，但是“長時間”不用的記憶體。

我們可以利用vmstat看到inactive的記憶體的數量：

[root@MySQL-01 ~]# vmstat -an 1 5
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu-----
 r  b   swpd   free  inact active   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 0  0   4892 1194972 234208 492404    0    0     5    38   32   83  0  1 99  0  0
 0  0   4892 1194964 234208 492420    0    0     0     0   24   29  0  0 100  0  0
 0  0   4892 1194964 234208 492420    0    0     0     0   12   21  0  0 100  0  0
 0  0   4892 1194964 234208 492420    0    0     0     0   20   24  0  0 100  0  0
 0  0   4892 1194964 234208 492420    0    0     0     0   13   21  0  0 100  0  0
[root@MySQL-01 ~]#

通過/proc/meminfo 你可以看到更詳細的資訊：

[root@MySQL-01 ~]# cat /proc/meminfo | grep -i inact 
Inactive:         234188 kB
Inactive(anon):     3228 kB
Inactive(file):   230960 kB
[root@MySQL-01 ~]#

Linux中，記憶體可能處于三種狀态：free，active和inactive。衆所周知，Linux Kernel在内部維護了很多LRU清單用來管理記憶體，比如LRU_INACTIVE_ANON, LRU_ACTIVE_ANON, LRU_INACTIVE_FILE , LRU_ACTIVE_FILE, LRU_UNEVICTABLE。其中LRU_INACTIVE_ANON, LRU_ACTIVE_ANON用來管理匿名頁，LRU_INACTIVE_FILE , LRU_ACTIVE_FILE用來管理page caches頁緩存。系統核心會根據記憶體頁的通路情況，不定時的将活躍active記憶體被移到inactive清單中，這些inactive的記憶體可以被交換到swap中去。

一般來說，MySQL，特别是InnoDB管理記憶體緩存，它占用的記憶體比較多，不經常通路的記憶體也會不少，這些記憶體如果被Linux錯誤的交換出去了，将浪費很多CPU和IO資源。InnoDB自己管理緩存，cache的檔案資料來說占用了記憶體，對InnoDB幾乎沒有任何好處。

是以，我們在MySQL的伺服器上最好設定vm.swappiness=0。

我們可以通過在sysctl.conf中添加一行（如果你的核心版本是2.6.32-303.el6及以後，請設定vm.swappiness = 1）：

[root@MySQL-01 ~]# echo "vm.swappiness = 0" >>/etc/sysctl.conf
[root@MySQL-01 ~]# sysctl -p

另外一種做法是innodb啟用大記憶體頁，也和上述方法有相同的效果。具體請參考前面文章提到的InnoDB啟用大記憶體頁。

5.CPU優化

檢查CPU是否開啟了節能選項

[root@localhost ~]# grep -E '^model name|^cpu MHz' /proc/cpuinfo
model name      : Intel(R) Xeon(R) CPU           L5520  @ 2.27GHz
cpu MHz         : 2266.602
model name      : Intel(R) Xeon(R) CPU           L5520  @ 2.27GHz
cpu MHz         : 2266.602
model name      : Intel(R) Xeon(R) CPU           L5520  @ 2.27GHz
cpu MHz         : 2266.602
model name      : Intel(R) Xeon(R) CPU           L5520  @ 2.27GHz
cpu MHz         : 2266.602
model name      : Intel(R) Xeon(R) CPU           L5520  @ 2.27GHz
cpu MHz         : 2266.602
model name      : Intel(R) Xeon(R) CPU           L5520  @ 2.27GHz
cpu MHz         : 2266.602
model name      : Intel(R) Xeon(R) CPU           L5520  @ 2.27GHz
cpu MHz         : 2266.602
model name      : Intel(R) Xeon(R) CPU           L5520  @ 2.27GHz
cpu MHz         : 2266.602
[root@localhost ~]#

如果發現CPU的頻率跟它标稱的頻率不一樣，那麼就是開啟了節能模式。

可以使用下面指令關閉：

for CPUFREQ in /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor; do [ -f $CPUFREQ ] || continue; echo -n performance > $CPUFREQ; done

節能模式：作業系統和CPU硬體配合，系統不繁忙的時候，為了節約電能和降低溫度，它會将CPU降頻。對MySQL來說，可能是一個災難。 為了保證MySQL能夠充分利用CPU的資源，建議設定CPU為最大性能模式。這個設定可以在BIOS和作業系統中設定，當然，在BIOS中設定該選項更好。

參考資料：

http://www.mysqlperformanceblog.com/2013/12/07/linux-performance-tuning-tips-mysql/

http://www.benjaminathawes.com/2011/11/09/determining-numa-node-boundaries-for-modern-cpus/

http://www.experts-exchange.com/OS/Linux/A_3492-Avoiding-CPU-speed-scaling-in-modern-Linux-distributions-Running-CPU-at-full-speed-Tips.html

http://dikar.iteye.com/blog/776563

作者：Atlas

出處：Atlas的部落格 http://www.cnblogs.com/gomysql

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