《MYSQL教程淺談如何對MySQL內核進行深度優化》要點：
本文介紹了MYSQL教程淺談如何對MySQL內核進行深度優化，希望對您有用。如果有疑問，可以聯系我們。

MYSQL數據庫適用場景廣泛,相較于Oracle、DB2性價比更高,Web網站、日志系統、數據倉庫等場景都有MYSQL用武之地,但是也存在對于事務性支持不太好(MySQL 5.5版本開始默認引擎才是InnoDB事務型)、存在多個分支、讀寫效率瓶頸等問題.

所以如何用好MYSQL變得至關重要,一方面需要通過MYSQL優化找出系統讀寫瓶頸,提高數據庫性能；另一方面需要合理涉及數據結構、調整參數,以提高用戶操作響應；同時還有盡可能節省系統資源,以便系統可以提供更大負荷的服務.本文將為大家介紹騰訊云團隊是如何對Mysql進行內核級優化的思路和經驗.MYSQL教程

早期的CDB主要基于開源的Oracle MySQL分支,側重于優化運維和運營的OSS系統.在騰訊云,因為用戶數的不斷增加,對CDB for MySQL提出越來越高的要求,騰訊云CDB團隊針對用戶的需求和業界發展的技術趨勢,對CDB for MySQL分支進行深度的定制優化.優化重點圍繞內核性能、內核功能和外圍OSS系統三個維度展開,具體的做法如下：MYSQL教程

一.內核性能的優化

由于騰訊云上的DB基本都需要跨園區災備的特性,因此CDB for MySQL的優化主要針對主從DB部署在跨園區網絡拓撲的前提下,重點去解決真實部署環境下的性能難題.經過分析和調研,我們將優化的思路歸納為：“消除冗余I/O、縮短I/O路徑和避免大鎖競爭”.以下是內核性能的部分案例：MYSQL教程

1.主備DB間的復制優化

問題分析

如上圖所示,在原生MySQL的復制架構中,Master側通過Dump線程不斷發送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：MYSQL教程

• 寫入到Relay Log中,這個過程會和Slave SQL線程爭搶保護Relay Log的鎖.
• 更新復制元數據(包含Master的位置等信息).

優化方法

經過分析,我們的優化策略是：MYSQL教程

• Slave I/O線程和Slave SQL線程是典型的單寫單讀生產者-消費者模型,是可以做到無鎖設計的；因此實現思路就是Slave I/O線程在每次寫完數據后,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事務是一一對應的關系,所以Relay Log中的數據本身已經包含了所需要的復制元數據,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為事務粒度的大I/O等手段,使磁盤I/O得以大幅提升.

優化效果

如上圖所示,經過優化：左圖35.79%的鎖競爭(futex)已經被完全消除；同壓測壓力下,56.15%的文件I/O開銷被優化到19.16%,Slave I/O線程被優化為預期的I/O密集型線程.MYSQL教程

2.主庫事務線程和Dump線程間的優化

問題分析

如上圖所示,在原生MySQL中多個事務提交線程TrxN和多個Dump線程之間會同時競爭Binlog文件資源的保護鎖,多個事務提交線程對Binlog執行寫入,多個Dump線程從Binlog文件讀取數據并發送給Slave.所有的線程之間是串行執行的!MYSQL教程

優化方法

經過分析,我們的優化策略是：MYSQL教程

• 將讀寫分離開來,多個寫入的線程還是在鎖保護下串行執行,每一個寫入線程寫入完成后更新當前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線程之間并行執行.以這種方式來讓復制拓撲中的Dump線程發送得更快!

效果

優化后的示意圖如下：
MYSQL教程

經過測試,優化后的內核,不僅提升了事務提交線程的性能,在Dump線程較多的情況下,對主從復制性能有較大提升.MYSQL教程

二.主備庫交互流程優化

問題分析

如上圖所示,在原生MySQL中主備庫之間的數據發送和ACK回應是簡單的串行執行,在上一個事件ACK回應到達之前,不允許繼續發送下一個事件；這個行為在跨園區(RTT 2-3ms)的情況性能非常差,而且也不能很好地利用帶寬優勢.MYSQL教程

優化方法

經過分析,我們的優化策略是：MYSQL教程

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

效果

根據實際用例測試,優化后的TPS提升為15%左右.MYSQL教程

三.內核功能的優化

1. 預留運維帳號連接數配額

在騰訊云上,不時遇到用戶APP異常或者BUG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.針對這個現狀,我們在MySQL內核單獨開辟了一個可配置的連接數配額,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無政府狀態的風險.該帳號僅有數據庫運維管理權限,無法獲取用戶數據,也保證了用戶數據的安全性.MYSQL教程

2. 主備強同步

針對一些應用對數據的一致性要求非常高,CDB在MySQL原生半同步的基礎上進行了深度優化,確保一個事務在主庫上提交之前一定已經復制到至少一個備庫上.確保主庫宕機時數據的一致性.MYSQL教程

四.外圍系統的優化

除了以上提到的MySQL內核側的部分優化,我們也在外圍OSS平臺進行了多處優化.例如使用異步MySQL ping協議實現大量實例的監控、通過分布式技術來加固原有系統的HA/服務發現和自動擴容等功能、在數據安全/故障切換和快速恢復方面也進行了多處優化.MYSQL教程

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