面試官：如果MySQL引起CPU消耗過大，你會(huì)怎么優(yōu)化？

誰(shuí)在消耗cpu?

用戶+系統(tǒng)+IO等待+軟硬中斷+空閑

禍?zhǔn)资钦l(shuí)？

用戶

用戶空間CPU消耗，各種邏輯運(yùn)算

?

正在進(jìn)行大量tps

函數(shù)/排序/類型轉(zhuǎn)化/邏輯IO訪問…

?

用戶空間消耗大量cpu，產(chǎn)生的系統(tǒng)調(diào)用是什么？那些函數(shù)使用了cpu周期？

IO等待

等待IO請(qǐng)求的完成

?

此時(shí)CPU實(shí)際上空閑

?

如vmstat中的wa 很高。但I(xiàn)O等待增加，wa也不一定會(huì)上升（請(qǐng)求I/O后等待響應(yīng)，但進(jìn)程從核上移開了）

產(chǎn)生影響

用戶和 IO 等待消耗了大部分 cpu。

• 吞吐量下降（tps）
• 查詢響應(yīng)時(shí)間增加
• 慢查詢數(shù)增加
• 對(duì)mysql的并發(fā)陡增，也會(huì)產(chǎn)生上訴影響

如何減少CPU消耗？

減少等待

「減少IO量」

SQL/index，使用合適的索引減少掃描的行數(shù)（需平衡索引的正收益和維護(hù)開銷，空間換時(shí)間）

「提升IO處理能力」

加cache/加磁盤/SSD

減少計(jì)算

「減少邏輯運(yùn)算量」

• 「避免使用函數(shù)」，將運(yùn)算轉(zhuǎn)移至易擴(kuò)展的應(yīng)用服務(wù)器中 如substr等字符運(yùn)算，dateadd/datesub等日期運(yùn)算，abs等數(shù)學(xué)函數(shù)
• 「減少排序」，利用索引取得有序數(shù)據(jù)或避免不必要排序 如union all代替 union，order by 索引字段等
• 「禁止類型轉(zhuǎn)換」，使用合適類型并保證傳入?yún)?shù)類型與數(shù)據(jù)庫(kù)字段類型絕對(duì)一致 如數(shù)字用tiny/int/bigint等，必需轉(zhuǎn)換的在傳入數(shù)據(jù)庫(kù)之前在應(yīng)用中轉(zhuǎn)好
• 「簡(jiǎn)單類型」，盡量避免復(fù)雜類型，降低由于復(fù)雜類型帶來(lái)的附加運(yùn)算。更小的數(shù)據(jù)類型占用更少的磁盤、內(nèi)存、cpu緩存和cpu周期
• ….

「減少邏輯IO量」

• 「index」，優(yōu)化索引，減少不必要的表掃描 如增加索引，調(diào)整組合索引字段順序，去除選擇性很差的索引字段等等
• 「table」，合理拆分，適度冗余 如將很少使用的大字段拆分到獨(dú)立表，非常頻繁的小字段冗余到“引用表”
• 「SQL」，調(diào)整SQL寫法，充分利用現(xiàn)有索引，避免不必要的掃描，排序及其他操作 如減少?gòu)?fù)雜join，減少order by，盡量union all，避免子查詢等
• 「數(shù)據(jù)類型」，夠用就好，減少不必要使用大字段 如tinyint夠用就別總是int，int夠用也別老bigint，date夠用也別總是timestamp
• ….

「減少query請(qǐng)求量（非數(shù)據(jù)庫(kù)本身」）

• 「適當(dāng)緩存」，降低緩存數(shù)據(jù)粒度，對(duì)靜態(tài)并被頻繁請(qǐng)求的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)木彺?如用戶信息，商品信息等
• 「優(yōu)化實(shí)現(xiàn)」，盡量去除不必要的重復(fù)請(qǐng)求 如禁止同一頁(yè)面多次重復(fù)請(qǐng)求相同數(shù)據(jù)的問題，通過跨頁(yè)面參數(shù)傳遞減少訪問等
• 「合理需求」，評(píng)估需求產(chǎn)出比，對(duì)產(chǎn)出比極端底下的需求合理去除
• ….

「升級(jí)cpu」若經(jīng)過減少計(jì)算和減少等待后還不能滿足需求，cpu利用率還高T_T 是時(shí)候拿出最后的殺手锏了，升級(jí)cpu，是選擇更快的cpu還是更多的cpu了？

• 「低延遲」（快速響應(yīng)），需要更快的cpu（每個(gè)查詢只能使用一個(gè)cpu）
• 「高吞吐」，同時(shí)運(yùn)行很多查詢語(yǔ)句，能從多個(gè)cpu處理查詢中收益

參考

• 《高性能MySQL》
• 《圖解性能優(yōu)化》
• 大部分整理自《MySQL Tuning For CPU Bottleneck》