以下来分享一个关于MySQL数据库慢查询和FGC频繁的性能案例。
一、系统架构
一个简单的dubbo服务,服务提供者提供接口,并且提供接口的实现,提供方注册服务到Zookeeper注册中心,然后消费者要用其某个服务的时候,就去zookeeper上订阅该服务。这样,我们只需要使用接口,然后通过spring getbean,就可以让这个接口实例化,拿来使用,通过传参去Mysql数据库查询数据。
同时因为消费者只能得到接口,而无法看到接口的实现,也保证了服务者的安全。
服务注册与调用
脚本实现接口调用
关于如何编写dubbo服务脚本可参考上篇文章: https://www.cnblogs.com/zhang-zhi/p/9929447.html
二、现象及问题
上图为10用户并发时,系统的整体性能表现,包括TPS与平均响应时间指标。
从上图可以看出,该系统主要存在以下方面几个问题:
1、其中一个事务响应时间过长,超过1秒;
2、部分接口响应时间波动较大;
3、系统业务处理能力:即TPS,存在波动且起伏加大。
三、分析思路及解决方法
主要分析思路可以从以下几个方面考虑:
1、业务问题,系统代码本身业务逻辑问题,如:事务失败率;
2、系统服务器资源出现瓶颈导致,如:CPU、内存、I/O等;
3、数据库层面问题,如:慢查询;
4、java应用的堆内存相关;
5、受第三方系统的问题影响;
6、其它方面等等。
问题排查及解决
1、首先,controller中系统没有出现业务失败,查看日志,没有发现有错误日志,所以可以初步排查代码逻辑处理失败;
2、其次,先解决比较明显的问题,那个响应时间过长的接口,通常我们先想到的就是可能存在慢查询问题;
打开慢查询:
1 mysql> show variables like "slow_query_log%"; 2 +-----------------------------------+---------------------------------+ 3 | Variable_name | Value | 4 +-----------------------------------+---------------------------------+ 5 | slow_query_log | ON | 6 | slow_query_log_always_write_time | 10.000000 | 7 | slow_query_log_file | /disk1/mysql5.7.21/tmp/slow.log |//慢查询日志存放路径 8 | slow_query_log_use_global_control | | 9 +-----------------------------------+---------------------------------+10 4 rows in set (0.00 sec)11 //设置慢查询开关,0代表关闭慢查询,1代表打开慢查询。12 mysql> set global slow_query_log = 1;13 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)14 //查看慢查询时间15 mysql> show variables like "long_query%";16 +-----------------+----------+17 | Variable_name | Value |18 +-----------------+----------+19 | long_query_time | 2.000000 |20 +-----------------+----------+21 1 row in set (0.00 sec)22 //设置慢查询为1秒23 mysql> set long_query_time=1;24 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)25 26 mysql>
通过查看慢查询日志,找到慢查询sql,如下:
①接下来,对找到的sql进行分析,查看sql执行计划:
如何查看执行计划:
1 mysql> explain select * from test;2 +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-------------+3 | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra |4 +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-------------+5 | 1 | SIMPLE | test | NULL | index | NULL | PRIMARY | 4 | NULL | 6 | 100.00 | Using index |6 +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-------------+7 1 row in set, 1 warning (0.00 sec)8 9 mysql>
以下是本次发现慢查询sql的执行计划:
其中最重要的字段为:id、type、key、rows、Extra
1、id:select查询中的序列号,包含一组数字,表示查询中执行select字句或操作表的顺序;
2、type:访问类型,sql查询优化一个很重要的指标,结果值从好到坏依次是:
System>const>eq_ref>ref>fulltext>ref_or_null>index_merge>uniqe_subquery>index_subquery>range>index>ALL,一般来说,好的sql查询至少能达到range级,做好为ref。
3、Key:实际使用的索引,如果未NULL,则没有使用索引;
4、rows:根据表统计信息及索引选取情况,大致估算出找到所需的记录所需要的行数,一般该值越小越好;
5、Extra:不适合在其它字段中显示,但是十分重要的额外信息。
从sql的执行计划明显可以看出,sql缺少相应的索引导致出现慢查询问题,与开发确认后,添加索引后,该接口的响应时间明显变快,以下为添加索引后的sql执行计划。
②也可以打开profile功能,对sql进行分析,看时间具体消耗在哪里
1 mysql> show variables like "%profiling%"; 2 +------------------------+-------+ 3 | Variable_name | Value | 4 +------------------------+-------+ 5 | have_profiling | YES | 6 | profiling | OFF | 7 | profiling_history_size | 15 | 8 +------------------------+-------+ 9 3 rows in set (0.00 sec)10 //设置profiling开关,1代表打开,0代表关闭11 mysql> set profiling=1;12 Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.00 sec)13 //执行sql语句14 mysql> select * from test;15 +----+16 | id |17 +----+18 | 1 |19 | 2 |20 | 3 |21 | 4 |22 | 5 |23 | 6 |24 | 10 |25 +----+26 7 rows in set (0.00 sec)27 //查看profiles文件28 mysql> show profiles;29 +----------+------------+--------------------+30 | Query_ID | Duration | Query |31 +----------+------------+--------------------+32 | 1 | 0.00037925 | select * from test |33 +----------+------------+--------------------+34 1 row in set, 1 warning (0.00 sec)35 //查看profile文件中,第一个查询的profile情况,查看时间消耗在哪里36 mysql> show profile for query 1;37 +----------------------+----------+38 | Status | Duration |39 +----------------------+----------+40 | starting | 0.000065 |//开始41 | checking permissions | 0.000009 |//检查权限42 | Opening tables | 0.000043 |//打开表43 | init | 0.000027 |//初始化44 | System lock | 0.000014 |//系统锁45 | optimizing | 0.000004 |//优化46 | statistics | 0.000016 |//统计47 | preparing | 0.000011 |//准备48 | executing | 0.000002 |//执行49 | Sending data | 0.000113 |//发送数据50 | end | 0.000004 |//结束51 | query end | 0.000008 |//查询结束52 | closing tables | 0.000008 |//关闭表/删除TEMP表53 | freeing items | 0.000022 |//释放items54 | cleaning up | 0.000037 |//清理55 +----------------------+----------+56 15 rows in set, 1 warning (0.00 sec)
慢查询sql的profiling结果为:
优化后的sql profiling结果:
优化后,单笔查询响应时间大大缩短,约为2毫秒
3、系统业务处理能力弱且TPS波动较大问题,可以先查看系统应用服务器或其它一些组件的CPU资源使用率及线程栈信息,看是否存在线程阻塞或死锁问题。
nmon查看CPU资源使用情况
vmstat -Sm 1--查看系统内存、cpu等资源使用情况
CPU、内存资源消耗可以看出,一切都很很正常,通过jstack命令查看线程栈信息,也不存在线程阻塞及死锁问题,所以可以排除这方面的原因。
因为系统TPS波动很大,我们可以看一下系统的GC情况。
jstat -gcutil pid 1000
发现FGC频繁,大约2秒一次,找到问题所在,接着看一下JVM的对内存分配情况
jmap -heap pid
解决方法:
将JVM的启动参数设置为:-Xms4096M -Xmx4096M,重启系统,在同样的压力下,进行测试,得到优化后的测试结果为:
TPS截图:
RT截图:
优化后,系统性能表现明显提升,TPS可以达到3000笔/秒,系统响应时间约为100毫秒,完成满足系统上线要求。