MySQL 优化之 Linux系统层面调优_MySQL

MySQL 一般运行于Linux系统中。对于MySQL的调优一般分为Linux操作系统层面的调优和MySQL层面的调优(当然还有架构层面、业务层面、应用程序层面的调优)。操作系统主要是管理和分配硬件资源，所以其实系统层面的调优包括了硬件的调优，也就是调整硬件参数。Linux系统层面的调优一般分为 CPU的调优、内存的调优、磁盘的调优、网络的调优、Linux后台service调优等等。

1. CPU 调优

1.1 CPU 的节能模式

在server环境的CPU一定要关闭节能模式，节能模式不适应于服务器环境。因为他会自动给CPU降频进入休眠模式！一般笔记本电脑，手机为了续航时间，才需要。关闭CPU的节能模式有两种方法：

1）在BIOS中进行设置，彻底关闭；

2）关闭Linux中的服务 cpuspeed 和 irqbalance；

[root@localhost ~]# chkconfig --level 35 cpuspeed off

[root@localhost ~]# chkconfig | grep cpuspeed

cpuspeed 0:off 1:on 2:off 3:off 4:off 5:off 6:off

[root@localhost ~]# chkconfig --level 35 irqbalance off

[root@localhost ~]# chkconfig | grep irqbalance

irqbalance 0:off 1:off 2:off 3:off 4:off 5:off 6:off

cpuspeed 就是负责CPU节能的后台服务；而irqbalance在cpuspeed将某个或某几个CPU调节进入休眠模式时，它负责将中断发送到没有休眠的CPU。关闭irqbalance会将所有中断均衡的发送到所有cpu.

1.2 关闭CPU的numa

numa的会导致mysqld产生swap，严重影响性能。因为numa架构的CPU和内存是bind的，如果CPU自己node中的内存不够，就会导致swap的产生，即使此时其它node中有大量的空闲内存，它也不会去使用。这就是numa的一个缺陷。有多种方法关闭CPU的numa:

1）在BISO中进行配置；

2）numactl --interleave=all

[root@localhost ~]# numactl --interleave=all

interleave=all 其实是将NUMA架构的各个node中的内存，又重新虚拟成了一个共享的内存来进行分配，但是和SMP不同的是，因为每两个node之间有 inter-connect ，所以又避免了SMP架构总线争用的缺陷。

查看CPU是否被休眠导致降频：

[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo

processor : 0

vendor_id : GenuineIntel

cpu family : 6

model : 23

model name : Intel(R) Xeon(R) CPU E5405 @ 2.00GHz

stepping : 10

cpu MHz : 1995.288

看上面的 cpu MHz : 1995.288 和 实际是否一致。

具体参见：http://www.bitsCN.com/database/201510/445109.html

2. 内存的调优

内存主要是要防止发生 swap。因为发生swap的话，从内存访问直接下降为硬盘访问，随机访问的速度下降10的6次方倍，也就是10万倍。顺序访问下降10倍左右。

2.1 防止发生swap：

1）关闭CPU的numa，防止numa导致的swap；

2）设置 vm.swappiness=1; 在 /etc/sysctl.conf 中添加：vm.swappiness=1，然后 sysctl -p; 也可以 sysctl vm.swappiness=1临时修改，然后sysctl -p

注意：在RHEL/CentOS 6.4及更新的内核中 vm.swappiness = 0 的默认行为被修改了，如果继续设置vm.swappiness = 0，

有可能导致系统内存溢出，从而导致MySQL被意外kill掉。所以这里我们设置为 1 而不是传统的 0.

3）设置 /proc/$(pidof -s mysqld)/oom_adj为较小的值(-15,-16或者-17)来尽量避免MySQL由于内存不足而被关闭

[root@localhost ~]# echo -17 > /proc/$(pidof mysqld)/oom_adj

[root@localhost ~]# cat /proc/$(pidof mysqld)/oom_adj

-17

这个oom_adj中的变量的范围为15到-16之间。越大越容易在内存不足时被kill。-17 则表示该进程不会被kill掉，当内存不足时，会kill其它进程。

4）使用 hugepage 可以避免swap out; 但是 huagepage也是有代价的(导致page争用加剧)。

2.2 在BIOS 设置内存为最大性能模式；

2.3 调节 disk cache 刷新到磁盘的行为

因为Linux默认会大量的进行文件cache，也就是将大量内存用于disk cache。这样的话，会影响mysql使用内存。所以我们可以调节disk cache在脏块达到多大的百分比时，进行刷新。vm.dirty_background_ratio=10; 默认值为10，表示disk cache中的脏页数量达到10%时，pdflush内核线程会被调用，异步刷新disk cache; vm.dirty_ratio=20; 表示disk cache中的脏页数量达到20%时，会进行同步的disk cache刷新，从而会阻塞系统中应用进程的IO操作！我们可以调低vm.dirty_background_ratio来降低disk cache对mysql使用内存的影响，但是可能会增加磁盘IO，因为文件cache减少了，增加其他进程的page fault；(vm.dirty_background_ratio / vm.dity_ratio 带有backround表示异步刷新，没有带的是同步刷新。)

具体参见：http://www.bitsCN.com/database/201510/445112.html

3. 磁盘IO的调优

磁盘IO的调优涉及到文件系统的调优和磁盘的调优。

3.1 文件系统的调优

1）文件系统的选择：在rhel6.4之前ext4性能比xfs好，因为xfs有lock争用的bug。但是6.4开始，xfs的bug被fix了。测试表明xfs性能比ext4好。

2）文件挂载选项：文件挂载时启用noatime,nodiratime，可以在 /etc/fstab 中进行修改。

具体参见：http://www.bitsCN.com/database/201510/445114.html

3.2 磁盘的调优

1）IO调度算法：mysql服务器一定不要使用默认的CFQ调度算法。如果是SSD，那么应该使用NOOP调度算法，如果是磁盘，就应该使用Deadline调度算法。

修改方法：

[root@localhost ~]# cat /sys/block/sda/queue/scheduler

noop anticipatory deadline [cfq]

[root@localhost ~]# echo noop > /sys/block/sda/queue/scheduler

[root@localhost ~]# cat /sys/block/sda/queue/scheduler

[noop] anticipatory deadline cfq

这是临时修改，重启失效。永久修改，需要修改文件 /boot/grub/menu.lst 中的elevator=deadline 或者noop：

# vi /boot/grub/menu.lst

kernel /boot/vmlinuz-2.6.18-8.el5 ro root=LABEL=/ elevator=deadline rhgb quiet

2）加大内存，可以使mysql缓存更大的内容，减少IO操作。

3）磁盘RAID10 或者 换SSD；

4）适当的采用Nosql(redis/mongdb/ssdb)等减轻mysql的负担；也可以架构master-slave减轻master的IO压力。

5）使用memcache或者reids在mysql前面加一层缓存，减轻磁盘IO；

具体参见：http://www.bitsCN.com/database/201510/445288.html

4. 网络调优

网络调优分为硬件层面和TCP/IP软件层面参数的调优。

4.1 网络硬件调优：

1）换延迟更小，throught更大的网卡；

2）双网卡绑定，进行负载均衡和高可用；

4.2 TCP/IP参数调优：

1）socket buffer 参数调节:

1>/proc/sys/net/ipv4/tcp_mem TCP全局缓存，单位为内存页(4k);

对应的内核参数：net.ipv4.tcp_mem ,可以在 /etc/sysctl.conf 中进行修改；

2>/proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem 接收buffer，单位为字节

对应的内核参数：net.ipv4.tcp_rmem, 可以在 /etc/sysctl.conf 中进行修改；

3>/proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem 接收buffer，单位为字节

对应的内核参数：net.ipv4.tcp_wmem, 可以在 /etc/sysctl.conf 中进行修改；

4>/proc/sys/net/core/rmem_default 接收buffer默认大小，单位字节

对应内核参数：net.core.rmem_default, 可以在 /etc/sysctl.conf 中进行修改；

5>/proc/sys/net/core/rmem_max 接收buffer最大大小，单位字节

对应内核参数：net.core.rmem_max, 可以在 /etc/sysctl.conf 中进行修改；

6>/proc/sys/net/core/wmem_default 发送buffer默认大小，单位字节

对应内核参数：net.core.rmem_default, 可以在 /etc/sysctl.conf 中进行修改；

7>/proc/sys/net/core/wmem_max 发送buffer最大大小，单位字节

对应内核参数：net.core.rmem_max, 可以在 /etc/sysctl.conf 中进行修改；

2）offload配置：

将tso，checksum等功能交给网卡硬件来完成：

ethtool -K eth0 rx on|off

ethtool -K eth0 tx on|off

ethtool -K eth0 tso on|off

3）调大网卡的接收队列和发送队列：

1>接收队列：/proc/sys/net/core/netdev_max_backlog 对应内核参数：net.core.netdev_max_backlog

2>发送队列：

查看大小：ifconfig eth0 | grep txqueue

修改大小：ifconfig eth0 txqueuelen 20000

4）调大 SYN 半连接 tcp_max_syn_backlog 数量：

sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=4096

也可以在/etc/sysctl.conf文件中配置。

5）net.core.somaxconn ：

该参数为完成3次握手，已经建立了连接，等待被accept然后进行处理的数量。默认为128，我们可以调整到 65535，甚至更大。也就是尅有容纳更多的等待处理的连接。

MTU 大小 调优：

如果TCP连接的两端的网卡和网络接口层都支持大的 MTU，那么我们就可以配置网络，使用更大的mtu大小，也不会导致被 切割重新组装发送。

配置命令：ifconfig eth0 mtu 9000 up

6）TCP连接的 CLOSE_WAIT 和 TIME_WAIT

如果TCP连接的 CLOSE_WAIT 和 TIME_WAIT 状态过多时，分别需要调优TCP的keepalive相关的参数和TCP的回收相关的参数。

TCP/IP的调优极其复杂，具体参见博文：http://www.cnblogs.com/digdeep/p/4869010.html

5. Linux 系统中的各种后台daemon的调优

Linux系统中存在各种各样的后台daemon，也就是各种service，对于mysql服务器来说很多没有必要的service就可以痛痛关闭掉。

mysql的最小化的后台服务，可以只有：crond，sshd，rsyslog，network，sysstat

当然如果有需要可以在增加其他服务。

使用 chckconfig --level 35 servicename off; 可以进行关闭。35表示在runlevel的level =3 和 level =5级别进行关闭。

6. 总结：

Linux系统和硬件的调优，除了一些通用的调优之外。其它比如TCP/IP的调优，我们首先是要使用相关的各种命令查清楚瓶颈在哪里，然后才好对症下药。