MySQL高级讲座篇之：数据库参数调优的核心思想：从理论到实践的落地。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位观众老爷们，晚上好！我是今晚的主讲人，咱今天聊聊MySQL数据库的参数调优，保证让各位听完之后，腰也不酸了，腿也不疼了，一口气也能优化五个库！

咱们今天不搞那些虚头巴脑的，直接上干货。先说清楚，调优这玩意儿，没有一招鲜吃遍天的灵丹妙药，得具体问题具体分析。但总的原则跑不了：找到瓶颈，对症下药！

第一部分：调优前的准备工作——知己知彼，百战不殆

在开始之前，咱们得先了解一下自己的数据库是个什么情况。不能光凭感觉，得用数据说话。

硬件资源监控：
- CPU: top 命令、vmstat 命令，看看CPU是不是经常跑满。如果是，那得考虑是不是SQL写的太烂，还是索引没建好，亦或是连接数太多了。
- 内存: free -m 命令，看看内存使用情况。如果Swap使用率很高，说明内存不够用了，得加内存或者优化SQL，减少内存占用。
- 磁盘I/O: iostat -x 1 命令，看看磁盘I/O是不是瓶颈。如果是，那得考虑是不是磁盘太慢了，或者是不是大量随机读写导致效率低下。
- 网络: ifconfig 命令，看看网络流量是不是过大。如果是，那得考虑是不是网络带宽不够，或者是不是有大量不必要的网络请求。
```
# 举个例子，查看CPU使用情况
top -n 1
# 查看内存使用情况
free -m
# 查看磁盘I/O情况
iostat -x 1
```

MySQL自身监控：

慢查询日志: 这是必须开启的！记录执行时间超过 long_query_time (默认10秒) 的SQL语句。通过分析慢查询日志，可以找到性能瓶颈的SQL语句。
Performance Schema: MySQL 5.5之后引入的性能监控工具，可以详细监控各种事件的耗时，比如SQL执行时间、锁等待时间、I/O时间等等。
SHOW GLOBAL STATUS: 可以查看MySQL服务器的各种状态变量，比如连接数、查询次数、缓存命中率等等。

-- 开启慢查询日志
SET GLOBAL slow_query_log = 'ON';
SET GLOBAL long_query_time = 1;  -- 设置慢查询时间为1秒，方便测试
SET GLOBAL log_output = 'FILE';  -- 将慢查询日志输出到文件
-- 查看慢查询日志文件位置
SHOW VARIABLES LIKE 'slow_query_log_file';

-- 查看全局状态变量
SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Threads_connected'; -- 查看当前连接数
SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_select';      -- 查看SELECT语句执行次数
SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_insert';      -- 查看INSERT语句执行次数
SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_update';      -- 查看UPDATE语句执行次数
SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_delete';      -- 查看DELETE语句执行次数
SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Qcache%';         -- 查看查询缓存相关状态变量（MySQL 8.0已移除）

业务逻辑分析：
- 了解业务场景，知道哪些SQL是核心SQL，哪些SQL是高频SQL。
- 分析SQL的执行计划，看看是否使用了索引，是否走了全表扫描。
- 评估SQL的资源消耗，看看是否需要优化SQL语句，或者调整索引。

第二部分：MySQL参数调优——精打细算，抠门到家

了解了数据库的情况，接下来就该调整参数了。记住，参数不是越多越好，而是越合适越好。

内存相关参数：
- innodb_buffer_pool_size: InnoDB存储引擎最重要的参数，用于缓存数据和索引。建议设置为服务器总内存的70%-80%。这个参数直接影响InnoDB的性能。如果太小，会导致频繁的磁盘I/O；如果太大，会导致操作系统内存不足。
```
-- 查看当前的innodb_buffer_pool_size
SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_buffer_pool_size';
-- 修改innodb_buffer_pool_size
SET GLOBAL innodb_buffer_pool_size = 8589934592; -- 8GB
```
- key_buffer_size: MyISAM存储引擎的键缓存大小。如果你的数据库主要使用InnoDB，这个参数可以设置的很小甚至关闭。
- innodb_log_file_size 和 innodb_log_files_in_group: InnoDB的事务日志文件大小和数量。 innodb_log_file_size 越大，checkpoint发生的频率越低，性能越高。但是如果太大，恢复时间也会变长。 innodb_log_files_in_group 建议设置为2或3。修改这两个参数需要先停止MySQL服务，然后删除现有的日志文件，再启动MySQL服务。
```
-- 查看当前的innodb_log_file_size
SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_log_file_size';
-- 查看当前的innodb_log_files_in_group
SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_log_files_in_group';
```
- sort_buffer_size: 用于排序操作的缓冲区大小。如果有很多需要排序的SQL，可以适当增加这个参数。但不要设置太大，因为每个连接都会分配一个sort_buffer_size。
- join_buffer_size: 用于连接操作的缓冲区大小。如果有很多连接操作的SQL，可以适当增加这个参数。同样，不要设置太大。
- read_buffer_size 和 read_rnd_buffer_size: 用于顺序读取和随机读取的缓冲区大小。如果有很多全表扫描的SQL，可以适当增加这两个参数。
连接相关参数：
- max_connections: 允许的最大连接数。如果连接数经常达到上限，可以适当增加这个参数。但是连接数越多，服务器的资源消耗也越大。
```
-- 查看当前的max_connections
SHOW VARIABLES LIKE 'max_connections';
-- 修改max_connections
SET GLOBAL max_connections = 200;
```
- wait_timeout 和 interactive_timeout: 连接的空闲超时时间。如果有很多空闲连接占用资源，可以适当减小这两个参数。
- thread_cache_size: 用于缓存线程的数量。如果有很多短连接，可以适当增加这个参数，减少线程创建和销毁的开销。
I/O相关参数：
- innodb_flush_log_at_trx_commit: 控制事务日志的刷新方式。
  - 0: 事务提交时，不立即将日志刷新到磁盘，而是由后台线程每秒刷新一次。性能最好，但数据安全性最低。
  - 1: 事务提交时，立即将日志刷新到磁盘。数据安全性最高，但性能最差。
  - 2: 事务提交时，将日志写入操作系统的缓存，然后由操作系统决定何时刷新到磁盘。性能和安全性介于0和1之间。
  建议在对数据安全性要求不高的场景下设置为2，或者在有备库的情况下设置为0。
```
-- 查看当前的innodb_flush_log_at_trx_commit
SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_flush_log_at_trx_commit';
-- 修改innodb_flush_log_at_trx_commit
SET GLOBAL innodb_flush_log_at_trx_commit = 2;
```
- innodb_file_per_table: 是否为每个表创建单独的表空间文件。建议开启，方便管理和备份。
- innodb_io_capacity: InnoDB的I/O能力。建议设置为磁盘的I/O能力，可以提高InnoDB的并发性能。
其他重要参数：
- query_cache_type 和 query_cache_size: 查询缓存。 MySQL 8.0 已经移除了查询缓存，所以这两个参数已经失效。在之前的版本中，查询缓存可以缓存查询结果，提高查询速度。但是查询缓存的命中率不高，而且维护成本很高，所以被移除了。
- table_open_cache: 用于缓存表文件的描述符。如果有很多表，可以适当增加这个参数。
- tmp_table_size 和 max_heap_table_size: 用于创建临时表的大小。如果有很多需要创建临时表的SQL，可以适当增加这两个参数。
- innodb_lock_wait_timeout: InnoDB锁等待超时时间。如果有很多锁等待，可以适当增加这个参数，避免事务长时间阻塞。

第三部分：SQL优化——精益求精，追求极致

光调整参数还不够，SQL写的不好，再好的参数也白搭。

使用索引：
- 这是最基本的优化手段。索引可以大大提高查询速度。
- 确保你的SQL使用了索引，可以使用 EXPLAIN 命令查看SQL的执行计划。
- 避免在 WHERE 子句中使用函数或表达式，这会导致索引失效。
- 注意联合索引的顺序，要符合最左前缀原则。
- 不要滥用索引，过多的索引会降低写入性能。
```
-- 查看SQL的执行计划
EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE name = '张三' AND age = 20;

-- 创建索引
CREATE INDEX idx_name_age ON users (name, age);
```
避免全表扫描：
- 全表扫描是最慢的查询方式。
- 尽量使用索引来避免全表扫描。
- 如果必须进行全表扫描，可以考虑使用分区表或者分库分表。
优化SQL语句：
- 尽量避免使用 SELECT *，只选择需要的列。
- 使用 LIMIT 限制返回结果的数量。
- 尽量使用 JOIN 代替子查询。
- 优化 WHERE 子句的条件，尽量减少需要扫描的数据量。
- 使用 EXISTS 代替 COUNT(*) 判断记录是否存在。
- 避免在循环中执行SQL语句，尽量使用批量操作。
使用存储过程和函数：
- 存储过程和函数可以将一系列SQL语句封装起来，减少网络传输的开销。
- 存储过程和函数可以提高代码的重用性。
定期分析和优化表：
- 使用 ANALYZE TABLE 命令分析表，更新索引统计信息。
- 使用 OPTIMIZE TABLE 命令优化表，整理碎片。
```
-- 分析表
ANALYZE TABLE users;
-- 优化表
OPTIMIZE TABLE users;
```

第四部分：监控与维护——防微杜渐，未雨绸缪

调优不是一蹴而就的，需要长期监控和维护。

持续监控：
- 定期查看慢查询日志，分析慢SQL。
- 使用监控工具监控数据库的性能指标，比如CPU使用率、内存使用率、磁盘I/O、连接数等等。
- 设置报警阈值，当性能指标超过阈值时，及时报警。
定期维护：
- 定期备份数据库。
- 定期分析和优化表。
- 定期更新数据库的版本。
应急预案：
- 制定完善的应急预案，当数据库出现故障时，可以快速恢复。
- 定期进行演练，确保应急预案的有效性。

第五部分：案例分析——庖丁解牛，游刃有余

咱们来几个实际的例子，看看如何应用上面讲的知识。

案例一：慢查询问题

问题描述： 数据库经常出现慢查询，导致系统响应缓慢。
分析：
1. 查看慢查询日志，找到慢SQL。
2. 使用 EXPLAIN 命令查看慢SQL的执行计划，发现没有使用索引或者索引失效。
3. 分析SQL语句，找到瓶颈所在。
解决方案：
1. 添加索引或者修改索引，确保SQL使用了索引。
2. 优化SQL语句，减少需要扫描的数据量。
3. 如果SQL无法优化，可以考虑使用缓存或者分库分表。

案例二：连接数过高问题

问题描述： 数据库连接数经常达到上限，导致新的连接无法建立。
分析：
1. 使用 SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Threads_connected'; 命令查看当前连接数。
2. 使用 SHOW PROCESSLIST; 命令查看当前连接的状态。
3. 分析连接的来源，找到占用连接最多的应用。
解决方案：
1. 优化应用的代码，减少连接的占用时间。
2. 增加 max_connections 参数，允许更多的连接。
3. 使用连接池，减少连接的创建和销毁的开销。
4. 调整 wait_timeout 和 interactive_timeout 参数，减少空闲连接的占用。

案例三：磁盘I/O瓶颈问题

问题描述： 数据库的磁盘I/O经常达到上限，导致性能下降。
分析：
1. 使用 iostat -x 1 命令查看磁盘I/O情况。
2. 分析I/O的来源，找到占用I/O最多的SQL。
解决方案：
1. 优化SQL语句，减少磁盘I/O。
2. 使用更快的磁盘，比如SSD。
3. 使用RAID，提高磁盘的I/O能力。
4. 调整 innodb_flush_log_at_trx_commit 参数，降低磁盘I/O的压力。
5. 增加 innodb_buffer_pool_size 参数，减少磁盘I/O的次数。

总结

MySQL参数调优是一个复杂而细致的工作，需要不断学习和实践。记住，没有万能的解决方案，只有最适合你的方案。希望今天的讲座能帮助各位在MySQL优化的道路上更进一步！

好了，今天的讲座就到这里，感谢各位的观看！如果觉得讲的不错，欢迎点赞、收藏、转发！下次再见！

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