MySQL高阶讲座之：`MySQL`的`Resource Groups`：其在多租户环境下的`CPU/IO`隔离。

各位老铁，早上好/下午好/晚上好！

今天咱们来聊聊MySQL里一个听起来有点高大上，但实际上很接地气的功能：Resource Groups。这玩意儿，就像你家里的电闸开关，可以控制不同房间的用电量，避免一个房间电器开太多把整个家都给搞停电了。在MySQL里，它能控制不同用户的CPU和IO资源，尤其是在多租户环境下，简直是救命稻草。

咱们先来了解一下，啥是多租户环境？简单来说，就是一台MySQL服务器上跑着好几个不同的应用，每个应用都相当于一个“租户”。 如果其中一个租户突然发疯，执行了一个超慢的查询，或者疯狂写入数据，那就会把整个服务器的资源都占满了，导致其他租户的应用也跟着卡顿，甚至直接崩掉。 这可就麻烦大了！

所以，Resource Groups就派上用场了。它可以把不同的租户分配到不同的资源组里，然后限制每个资源组可以使用的CPU和IO资源，这样就能保证每个租户都能分到一定的资源，避免一个租户把所有资源都抢走。

接下来，咱们就来一步一步地看看怎么使用Resource Groups。

第一步：创建Resource Group

创建Resource Group的语法很简单：

CREATE RESOURCE GROUP rg_name
  TYPE = SYSTEM | USER
  [VCPU = vcpu_count]
  [IO_PRIORITY = io_priority]
  [ENABLE | DISABLE];

• rg_name: 你要创建的资源组的名字，随便起，但是最好起个有意义的，方便以后管理。
• TYPE: 资源组的类型，有两种：SYSTEM和USER。SYSTEM资源组是给MySQL内部线程用的，USER资源组是给用户线程用的。 我们一般用USER类型。
• VCPU: 这个资源组可以使用多少个CPU核心。 注意，这里的vcpu_count并不是绝对的CPU核心数，而是一个权重值。 比如，你有8个CPU核心，你可以把两个资源组的VCPU都设为1，这样每个资源组就能用到大约一半的CPU资源。 如果你把一个资源组的VCPU设为2，另一个设为1，那么第一个资源组就能用到大约三分之二的CPU资源。
• IO_PRIORITY: 这个资源组的IO优先级。 有LOW, MEDIUM, HIGH三种级别。 优先级越高，这个资源组的IO请求就越先被处理。
• ENABLE | DISABLE: 启用或禁用这个资源组。

举个例子，假设咱们有两个租户：租户A和租户B。 我们可以给租户A创建一个资源组rg_tenant_a，给租户B创建一个资源组rg_tenant_b。

CREATE RESOURCE GROUP rg_tenant_a
  TYPE = USER
  VCPU = 2
  IO_PRIORITY = MEDIUM
  ENABLE;

CREATE RESOURCE GROUP rg_tenant_b
  TYPE = USER
  VCPU = 1
  IO_PRIORITY = LOW
  ENABLE;

上面的代码表示：

• rg_tenant_a资源组是用户类型的，可以使用2个CPU核心的资源，IO优先级是中等，并且已经启用。
• rg_tenant_b资源组是用户类型的，可以使用1个CPU核心的资源，IO优先级是低，并且已经启用。

第二步：将用户分配到Resource Group

创建好资源组之后，咱们需要把用户分配到对应的资源组里。 这样，用户执行的查询和写入操作才会受到资源组的限制。

分配用户的语法也很简单：

SET RESOURCE GROUP rg_name FOR user;

• rg_name: 你要分配的资源组的名字。
• user: 你要分配的用户。 可以是单个用户，也可以是多个用户。

举个例子，假设咱们有两个用户：user_a和user_b。 我们可以把user_a分配到rg_tenant_a资源组，把user_b分配到rg_tenant_b资源组。

SET RESOURCE GROUP rg_tenant_a FOR 'user_a'@'%';
SET RESOURCE GROUP rg_tenant_b FOR 'user_b'@'%';

上面的代码表示：

• 把user_a用户分配到rg_tenant_a资源组。 注意，这里的'user_a'@'%'表示允许user_a从任何主机连接到MySQL服务器。
• 把user_b用户分配到rg_tenant_b资源组。

第三步：查看Resource Group信息

创建好资源组，并把用户分配到资源组之后，咱们可以查看一下Resource Group的信息，确认是否配置正确。

查看Resource Group信息的语法是：

SELECT * FROM performance_schema.resource_groups;
SELECT * FROM performance_schema.threads;

• performance_schema.resource_groups: 这个表包含了所有Resource Group的信息，比如名字、类型、CPU权重、IO优先级等等。
• performance_schema.threads: 这个表包含了所有线程的信息，包括线程所属的Resource Group。

举个例子，我们可以执行以下SQL语句来查看rg_tenant_a资源组的信息：

SELECT * FROM performance_schema.resource_groups WHERE RESOURCE_GROUP_NAME = 'rg_tenant_a';

执行结果类似：

RESOURCE_GROUP_NAME	RESOURCE_GROUP_TYPE	RESOURCE_GROUP_VCPU	RESOURCE_GROUP_IO	RESOURCE_GROUP_ENABLE
rg_tenant_a	USER	2	MEDIUM	YES

我们还可以执行以下SQL语句来查看user_a用户所属的Resource Group：

SELECT THREAD_ID, NAME, RESOURCE_GROUP FROM performance_schema.threads WHERE INSTR(NAME, 'user_a') > 0;

执行结果类似：

THREAD_ID	NAME	RESOURCE_GROUP
123	thread/sql/main	rg_tenant_a

Resource Group 的一些高级用法和注意事项

1. 动态调整 Resource Group 的资源限制

Resource Group 的一个优点是，你可以动态地调整它的资源限制，而不需要重启 MySQL 服务器。 这在你需要临时增加或减少某个租户的资源时非常有用。

例如，如果你想临时增加 rg_tenant_a 资源组的 CPU 权重，你可以执行以下 SQL 语句：

ALTER RESOURCE GROUP rg_tenant_a VCPU = 3;

2. Resource Group 与连接池

如果你使用了连接池，你需要确保连接池中的连接都属于同一个 Resource Group。 否则，可能会导致资源分配不均。

3. Resource Group 与存储引擎

Resource Group 主要控制 CPU 和 IO 资源。 存储引擎本身也可能会有一些资源限制机制。 你需要根据你的存储引擎的特性来合理配置 Resource Group。

4. 监控 Resource Group 的资源使用情况

你可以使用 MySQL 的 Performance Schema 来监控 Resource Group 的资源使用情况。 例如，你可以查看每个 Resource Group 的 CPU 使用率、IO 吞吐量等指标。

5. 默认 Resource Group

MySQL 8.0 默认会创建一个名为 SYSTEM 的 Resource Group, 用于 MySQL 系统线程。未分配任何 Resource Group 的用户线程，默认会使用 default Resource Group。 可以通过设置 default_resource_group 系统变量来修改默认的 Resource Group。

6. Resource Group 的优先级

当多个用户线程同时竞争资源时，Resource Group 的优先级会影响资源的分配。 IO 优先级高的 Resource Group 会优先获得 IO 资源。 CPU 权重高的 Resource Group 会优先获得 CPU 资源。

Resource Group 的一些使用场景

• 多租户 SaaS 应用

这是 Resource Group 最常见的应用场景。 你可以使用 Resource Group 来隔离不同的租户，保证每个租户都能获得一定的资源，避免一个租户影响其他租户的性能。

• 数据库测试环境

你可以在数据库测试环境中使用 Resource Group 来模拟不同的负载情况。 例如，你可以创建一个 Resource Group 来模拟高负载的场景，然后测试你的应用程序在高负载下的性能。

• 数据库备份和恢复

在数据库备份和恢复过程中，可能会占用大量的 CPU 和 IO 资源。 你可以使用 Resource Group 来限制备份和恢复操作的资源使用，避免影响其他应用程序的性能。

Resource Group 的一些缺点

• 配置复杂

Resource Group 的配置相对复杂，需要对 MySQL 的内部机制有一定的了解。

• 性能开销

Resource Group 会带来一定的性能开销。 在资源竞争不激烈的情况下，Resource Group 的性能开销可能大于它带来的好处。

• 无法完全隔离

Resource Group 只能控制 CPU 和 IO 资源。 无法完全隔离内存、网络等资源。

总结

Resource Groups是MySQL提供的一个强大的资源管理工具，特别是在多租户环境下，它可以有效地隔离不同用户的资源使用，避免资源竞争导致性能问题。 但是，Resource Groups的配置相对复杂，需要对MySQL的内部机制有一定的了解。 在使用Resource Groups之前，需要仔细评估其带来的好处和坏处，并根据实际情况进行配置。

一些小技巧和注意事项

• 避免过度配置： 不要创建过多的 Resource Group。 过多的 Resource Group 会增加配置的复杂性，并可能导致性能问题。
• 监控资源使用情况： 定期监控 Resource Group 的资源使用情况，及时调整配置，避免资源浪费或资源不足。
• 测试配置： 在生产环境中使用 Resource Group 之前，务必在测试环境中进行充分的测试，确保配置正确，并且不会对应用程序的性能产生负面影响。

代码示例：模拟资源竞争和 Resource Group 的效果

为了更直观地展示 Resource Group 的效果，我们可以模拟一个资源竞争的场景，然后使用 Resource Group 来解决这个问题。

首先，我们创建两个用户：user_a 和 user_b， 并分别分配到 rg_tenant_a 和 rg_tenant_b 资源组。

CREATE USER 'user_a'@'%' IDENTIFIED BY 'password';
CREATE USER 'user_b'@'%' IDENTIFIED BY 'password';

GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'user_a'@'%';
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'user_b'@'%';

FLUSH PRIVILEGES;

CREATE RESOURCE GROUP rg_tenant_a
  TYPE = USER
  VCPU = 1
  IO_PRIORITY = MEDIUM
  ENABLE;

CREATE RESOURCE GROUP rg_tenant_b
  TYPE = USER
  VCPU = 1
  IO_PRIORITY = LOW
  ENABLE;

SET RESOURCE GROUP rg_tenant_a FOR 'user_a'@'%';
SET RESOURCE GROUP rg_tenant_b FOR 'user_b'@'%';

然后，我们创建一个测试表 test_table，并插入一些数据。

CREATE TABLE test_table (
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  data VARCHAR(255)
);

INSERT INTO test_table (data) VALUES
('data1'), ('data2'), ('data3'), ('data4'), ('data5'),
('data6'), ('data7'), ('data8'), ('data9'), ('data10');

接下来，我们分别用 user_a 和 user_b 连接到 MySQL 服务器，并执行以下操作：

• user_a 执行一个 CPU 密集型的查询，例如：

SELECT SLEEP(10); -- 模拟一个耗时 10 秒的操作

• user_b 执行一个 IO 密集型的查询，例如：

SELECT * FROM test_table WHERE data LIKE '%data%'; -- 模拟一个需要扫描大量数据的操作

在没有 Resource Group 的情况下，user_a 的 CPU 密集型查询可能会占用大量的 CPU 资源，导致 user_b 的 IO 密集型查询变得非常慢。

有了 Resource Group 之后，rg_tenant_a 和 rg_tenant_b 资源组会分别限制 user_a 和 user_b 的 CPU 资源使用，从而保证 user_b 的 IO 密集型查询也能获得一定的 CPU 资源，避免被 user_a 的 CPU 密集型查询完全阻塞。

你可以通过 SHOW PROCESSLIST; 命令来查看当前正在执行的查询，以及它们所属的 Resource Group。

最后，再强调几点：

• Resource Groups 只是资源管理的一种方式，并不是万能的。 在使用 Resource Groups 的同时，还需要关注 SQL 语句的优化、索引的创建、数据库的参数配置等方面。
• Resource Groups 的配置需要根据实际情况进行调整。 没有一种配置适用于所有场景。

希望今天的讲座对大家有所帮助！ 如果大家还有什么问题，欢迎随时提问。 谢谢大家！