淘宝 商品库MySQL优化实践 QCon 2011 Beijing 核心系统数据库组 余锋(褚霸) http://yufeng.info 2011/04/08
Agenda 商品库项目背景介绍以及约束 技术要求和方案 性能保证 安全性保证 运维保证 优化成果 交流时间
商品库(单机,测试)情况 无复杂查询,离散度高 记录数:1亿条键值对 记录大小:100字节 数据文件:170G 记录大小:100字节 数据文件:170G 访问热点情况:20%的键占用55%的访问量 键读写比例: 10:1
硬件选择 主机: Dell; PowerEdge C2100; 处理器: physical = 2, cores = 12, virtual = 24 内存: 96 G RAID卡:LSI MegaSAS 9260/512MB Memory PCI-E Flash卡: Fusion-io ioDrive 320GB/MLC 硬盘: SEAGATE ST3300657SS 300G x 12
软件选择 发行版: Red Hat Enterprise Linux Server release 5.4 内核: Kernel | 2.6.18-164.el5 文件系统:Ext3 Flashcache: FB内部版本 MySQL 版本: 5.1.48-log Source
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商品库技术要求 高可用,安全第一 高性能,性能平稳,性价比高 控制运维风险
技术方案 MySQL数据库集群,数据水平切割,主从备份 采用高性价比PC服务器,大内存,强劲CPU 采用高性能PCI-E Flash卡作为cache, 提高系统的IO性能 充分利用系统各部件的cache, 大胆采用新技术 充分考虑容灾,在各个层面考虑数据的安全性
系统资源规划 内存分配: MySQL InnoDB buffer pool OS pagecache 驱动程序 IO能力分配: IO能力分配: 读能力,零散读,提高IOPS 写能力,集中写,提高吞吐量 Cache分配: MySQL内部cache 匿名页面/文件页面 Flashcache 混合存储 Raid卡内部cache
调优指导思想 杜绝拍脑袋,理论(源码)指导+精确测量+效果验证 内存为王 数据访问规律导向,随机数据和顺序数据尽量分离 尽量提高IO的利用率,减少无谓的IO能力浪费 在安全性的前提下,尽可能的利用好系统各个层次cache
调优工具 源码+emacs+大脑 必备工具 systemtap oprofile latencytop blktrace/btt/seekwatcher aspersa tcprstat sar gdb 自制工具 bash脚本 gnuplot脚本
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MySQL数据库 考虑因素: 主从备份带来的性能影响 复杂数据查询操作是否需要预留内存以及上限 考虑因素: 主从备份带来的性能影响 复杂数据查询操作是否需要预留内存以及上限 数据备份dump对系统的影响,避免系统swap 开启binlog带来的性能开销 限制最大链接数 ############################# max_binlog_cache_size=2G max_binlog_size = 500M max_connections = 1020 max_user_connections=1000 query_cache_size = 30M
InnoDB引擎 考虑因素: 尽可能大的BP(buffer pool) 日志和数据分设备存储 离散数据走direct-IO,顺序日志走buffered-IO 减少脏页的同步,提高命中率 减少锁对多核CPU性能的影响 提高底层存储默认的IO能力 ############################# innodb_buffer_pool_size = 72G innodb_flush_method = O_DIRECT innodb_sync_spin_loops=0 innodb_log_group_home_dir = /u02/ innodb_io_capacity=2000 innodb_thread_concurrency = 64
高速页缓存 考虑因素: page资源倾斜给数据库, 尽量不浪费,兼顾临时内存申请 避免NUMA架构带来的zone内存分配不均而导致的swap现象 cache大部分由InnoDB日志产生,适时清除,限制page数量 ############################# # numactl --interleave=all mysqld # sysctl vm.drop_caches = 1 vm.swappiness = 0 vm.dirty_ratio = ? vm.dirty_background_ratio =? vm.pagecache = ?
文件系统 考虑因素(选择): Ext3/4 Xfs 考虑因素(配置): 减少元数据变化产生的IO 对混合存储系统友好 关闭barrier 考虑因素(配置): 减少元数据变化产生的IO 对混合存储系统友好 关闭barrier ############################# /dev/mapper/cachedev (rw,noatime,nodiratime,barrier=0) /u01 /dev/sda12 (rw,barrier=0) /u02
IO调度 考虑因素: 调度算法对减少磁头移动的效果 关闭预读 设备队列长度 ############################# ############################# sda | [deadline] 128 sdb | [deadline] 128
混合存储(Flashcache) 考虑因素 结合磁盘的大容量,PCI-E Flash卡的高随机读写性能优点 减少同步次数,保留磁盘的IO能力 适时同步数据,减少安全风险 ############################# dev.flashcache.dirty_thresh_pct = 90 dev.flashcache.cache_all = 0 dev.flashcache.fast_remove = 1 dev.flashcache.reclaim_policy = 1
Raid卡 考虑因素: 逻辑分卷 Cache使用写优先,读少分配(数据无相关性效果不好) 数据安全和raid level 少预读 ############################# Controller | LSI Logic / Symbios Logic LSI MegaSAS 9260 (rev 03) Model | LSI MegaRAID SAS 9260-8i, PCIE interface, 8 ports Cache | 512MB Memory, BBU Present BBU | 95% Charged, Temperature 28C, isSOHGood= VirtualDev Size RAID Level Disks SpnDpth Stripe Status Cache 0(no name) 278.875 GB 1 (1-0-0) 2 1-1 64 Optimal WB, RA 1(no name) 1.361 TB 1 (1-0-0) 2 5-5 64 Optimal WB, RA
存储设备驱动 考虑因素: 减少IO的抖动,提高IOPS 提高寿命 关闭或减少预读 ############################# ############################# PCI-E Flash卡驱动: $cat /etc/modprobe.d/iomemory-vsl.conf options iomemory-vsl use_workqueue=0 options iomemory-vsl disable-msi=0 options iomemory-vsl use_large_pcie_rx_buffer=1
性能保证小结 解决IO瓶颈: 高速PCI-E Flash卡做Cache,读写速度可达800/500M 10 x SAS 300G 存放离散度高数据文件 2 x SAS 300G 存放顺序binlog和trx日志 控制数据库脏页面的刷新频率和强度 优化操作系统的pagecache,资源倾斜, 杜绝swap发生 优化文件系统减少meta数据的产生,以及写入延迟 优化IO调度器和预读 开启raid卡的读写cache 优化设备驱动,适应高强度的读写请求,减少jitter 解决CPU瓶颈: 业务上优化掉复杂查询 优化自旋锁
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安全性保证概要 Raid卡带Flash,掉电保护,raid level10防止磁盘损害 PCI-E卡自身有日志系统,恢复时间最差10分钟 Ext3文件系统带日志保护 Flashcache上的cache数据最多24小时都会同步到SAS盘 数据库Innodb引擎本身有redo日志,数据安全校验,高级别日志同步 MySQL主从备份 商品库应用方有事务日志
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运维保证概要 数据预热: 支持热点数据每秒150M从磁盘直接加载到混合存储 数据库重新启动,无需重新预热 数据库DDL 操作: 数据库DDL 操作: 控制数据表的大小,让DDL时间可接受 减少DDL对性能的冲击 混合存储cache: 通过设置白名单,减少诸如备份操作对cache的干扰 混合存储cache可管理
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优化成果 充足的容量规划,可对抗突增业务,满足未来几年业务增长 系统总体运行平稳,系统负载CPU util <50%,磁盘 util <10%,PCI-E Flash卡 util < 20% QPS/36000,其中读/32800,写/3200 请求平均延时时间:260微秒(包括网络时间) 掉电和操作系统失效的情况下,数据无丢失 第一次预热时间半个小时以内,之后只需几分钟
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