MySQL延迟问题和数据刷盘策略

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所属分类:技术教程

一、MySQL复制流程
官方文档流程图如下:
MySQL延迟问题和数据刷盘策略

1、绝对的延时,相对的同步

2、纯写操作,线上标准配置下,从库压力大于主库,最起码从库有relaylog的写入。

二、MySQL延迟问题分析

1、主库DML请求频繁

原因:主库并发写入数据,而从库为单线程应用日志,很容易造成relaylog堆积,产生延迟。

解决思路:做sharding,打散写请求。考虑升级到MySQL 5.7+,开启基于逻辑时钟的并行复制。

2、主库执行大事务

原因:类似主库花费很长时间更新了一张大表,在主从库配置相近的情况下,从库也需要花几乎同样的时间更新这张大表,此时从库延迟开始堆积,后续的events无法更新。

解决思路:拆分大事务,及时提交。

3、主库对大表执行DDL语句

原因:DDL未开始执行,被阻塞,检查到位点不变;DDL正在执行,单线程应用导致延迟增加,位点不变。

解决思路:找到被阻塞DDL或是写操作的查询,干掉该查询,让DDL正常在从库上执行;业务低峰期执行,尽量使用支持Online DDL的高版本MySQL。

4、主从实例配置不一致

原因:硬件上:主库实例服务器使用SSD,而从库实例服务器使用普通SAS盘、cpu主频不一致等;配置上:如RAID卡写策略不一致,OS内核参数设置不一致,MySQL落盘策略(innodb_flush_log_at_trx_commit和sync_binlog等)不一致等

解决思路:尽量统一DB机器的配置(包括硬件及选项参数);甚至对于某些OLAP业务,从库实例硬件配置高于主库等。

5、从库自身压力过大

原因:从库执行大量select请求,或业务大部分select请求被路由到从库实例上,甚至大量OLAP业务,或者从库正在备份等,此时可能造成cpu负载过高,io利用率过高等,导致SQL Thread应用过慢。

解决思路:建立更多从库,打散读请求,降低现有从库实例的压力。

也可以调整innodb_flush_log_at_trx_commit=0和sync_binlog=0刷盘参数来缓解IO压力来降低主从延迟。

三、大促期间CPU过高问题

现象:

高并发导致CPU负载过高,处理请求时间拉长,逐步积压,最终导致服务不可用;大量的慢SQL导致CPU负载过高。

解决思路:

基本上是禁止或是慎重考虑数据库主从切换,这个解决不了根本问题,需要研发配合根治SQL问题,也可以服务降级,容器的话可以动态扩容CPU;和业务协商启动pt-kill查杀只读慢SQL;查看是否可以通过增加一般索引或是联合索引来解决慢SQL问题,但此时要考虑DDL对数据库影响。

四、InnoDB刷盘策略

MySQL的innodb_flush_method这个参数控制着innodb数据文件及redo log的打开、刷写模式,对于这个参数,文档上是这样描述的:
有三个值:fdatasync(默认),O_DSYNC,O_DIRECT
默认是fdatasync,调用fsync()去刷数据文件与redo log的buffer
为O_DSYNC时,innodb会使用O_SYNC方式打开和刷写redo log,使用fsync()刷写数据文件
为O_DIRECT时,innodb使用O_DIRECT打开数据文件,使用fsync()刷写数据文件跟redo log
首先文件的写操作包括三步:open,write,flush
上面最常提到的fsync(int fd)函数,该函数作用是flush时将与fd文件描述符所指文件有关的buffer刷写到磁盘,并且flush完元数据信息(比如修改日期、创建日期等)才算flush成功。
使用O_DSYNC方式打开redo文件表示当write日志时,数据都write到磁盘,并且元数据也需要更新,才返回成功。
O_DIRECT则表示我们的write操作是从MySQL innodb buffer里直接向磁盘上写。

这三种模式写数据方式具体如下:

fdatasync模式:写数据时,write这一步并不需要真正写到磁盘才算完成(可能写入到操作系统buffer中就会返回完成),真正完成是flush操作,buffer交给操作系统去flush,并且文件的元数据信息也都需要更新到磁盘。
O_DSYNC模式:写日志操作是在write这步完成,而数据文件的写入是在flush这步通过fsync完成
O_DIRECT模式:数据文件的写入操作是直接从mysql innodb buffer到磁盘的,并不用通过操作系统的缓冲,而真正的完成也是在flush这步,日志还是要经过OS缓冲。

MySQL延迟问题和数据刷盘策略

MySQL延迟问题和数据刷盘策略
1、在类unix操作系统中,文件的打开方式为O_DIRECT会最小化缓冲对io的影响,该文件的io是直接在用户空间的buffer上操作的,并且io操作是同步的,因此不管是read()系统调用还是write()系统调用,数据都保证是从磁盘上读取的;所以IO方面压力最小,对于CPU处理压力上也最小,对物理内存的占用也最小;但是由于没有操作系统缓冲的作用,对于数据写入磁盘的速度会降低明显(表现为写入响应时间的拉长),但不会明显造成整体SQL请求量的降低(这有赖于足够大的innodb_buffer_pool_size)。

2、O_DSYNC方式表示以同步io的方式打开文件,任何写操作都将阻塞到数据写入物理磁盘后才返回。这就造成CPU等待加长,SQL请求吞吐能力降低,insert时间拉长。

3、fsync(int filedes)函数只对由文件描述符filedes指定的单一文件起作用,并且等待写磁盘操作结束,然后返回。fdatasync(int filedes)函数类似于fsync,但它只影响文件的数据部分。而除数据外,fsync还会同步更新文件的元信息到磁盘。

O_DSYNC对CPU的压力最大,datasync次之,O_DIRECT最小;整体SQL语句处理性能和响应时间看,O_DSYNC较差;O_DIRECT在SQL吞吐能力上较好(仅次于datasync模式),但响应时间却是最长的。

默认datasync模式,整体表现较好,因为充分利用了操作系统buffer和innodb_buffer_pool的处理性能,但带来的负面效果是free内存降低过快,最后导致页交换频繁,磁盘IO压力大,这会严重影响大并发量数据写入的稳定性。

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