数据库内核月报 - 2015 / 11

MySQL · 特性分析 · Statement Digest

背景

在对数据库进行性能调优的时候,除了参数、配置的调整以外,SQL调优也是重要的手段,同时也是收益最大的一环。
当DBA对业务库进行sql调优的时候,如何做到有的放矢,投入产出受益最大?足够详细的SQL性能统计无疑是最重要的信息。

下面我们先来看下不同数据库提供的sql性能统计信息:

Oracle的sql性能统计

Oracle可以通过直接查询v$表得到,下面的columns列表是我们常用的一些统计:

select sql_id,
     sql_text,
     sql_fulltext,
     sharable_mem,
     persistent_mem,
     runtime_mem,
     sorts,
     fetches,
     executions,
     parse_calls,
     disk_reads,
     direct_writes,
     buffer_gets,
     application_wait_time,
     concurrency_wait_time,
     cluster_wait_time,
     user_io_wait_time,
     rows_processed,
     cpu_time,
     elapsed_time
from v$sql_area

这里边包括了几类统计,SQL内存使用的统计、parse的统计、物理/逻辑IO的统计、cpu时间、等待时间等时间统计。

DBA可以根据这些统计信息进行有针对性的调优:

  1. CPU调优: 如果当前数据库性能CPU是瓶颈,可以通过order by cpu_time,查询出来top CPU的SQL进行调优;
  2. IO调优: 可以根据buffer_gets, disk_reads,user_io_wait_time 查询top IO的SQL进行调优;
  3. 锁争用: 可以根据concurrency_wait_time,cluster_wait_time查询top lock的SQL进行调优。

MySQL的SQL性能统计

1. 通过show profiles来查询统计信息
在MySQL 5.6版本之前,还保留着show profiles的方式,后续版本逐步被performance_schema来替换了。
使用方法如下:

mysql> SET profiling=1;
mysql> select 1, sleep(1);
mysql> show profile cpu, block io for query 1;
+----------------------+----------+----------+------------+--------------+---------------+
| Status               | Duration | CPU_user | CPU_system | Block_ops_in | Block_ops_out |
+----------------------+----------+----------+------------+--------------+---------------+
| starting             | 0.000100 |     NULL |       NULL |         NULL |          NULL |
| checking permissions | 0.000014 |     NULL |       NULL |         NULL |          NULL |
| Opening tables       | 0.000024 |     NULL |       NULL |         NULL |          NULL |
| init                 | 0.000020 |     NULL |       NULL |         NULL |          NULL |
| optimizing           | 0.000008 |     NULL |       NULL |         NULL |          NULL |
| executing            | 0.000022 |     NULL |       NULL |         NULL |          NULL |
| User sleep           | 1.000090 |     NULL |       NULL |         NULL |          NULL |
| end                  | 0.000021 |     NULL |       NULL |         NULL |          NULL |
| query end            | 0.000009 |     NULL |       NULL |         NULL |          NULL |
| closing tables       | 0.000010 |     NULL |       NULL |         NULL |          NULL |
| freeing items        | 0.000055 |     NULL |       NULL |         NULL |          NULL |
| logging slow query   | 0.000008 |     NULL |       NULL |         NULL |          NULL |
| cleaning up          | 0.000012 |     NULL |       NULL |         NULL |          NULL |
+----------------------+----------+----------+------------+--------------+---------------+
13 rows in set (0.00 sec)

show profile的语法如下:

        SHOW PROFILE [type [, type] … ]  
            [FOR QUERY n]  
            [LIMIT row_count [OFFSET offset]]  
          
        type:  
            ALL  
          | BLOCK IO  
          | CONTEXT SWITCHES  
          | CPU  
      | IPC  
          | MEMORY  
          | PAGE FAULTS  
          | SOURCE  
          | SWAPS  

从结果集可以看到每一块操作的CPU时间,block IO情况。
但这种适合拿单个SQL进行分析,使用上的便捷性比较差。

2. 通过performance_schema的digest统计
MySQL之前的版本不支持绑定变量,导致SQL语句太多,相同业务的SQL汇总统计比较麻烦。
从MySQL 5.6开始,在performance_schema中支持了对SQL statement的digest进行统计。
performance_schema.events_statements_summary_by_digest表根据digest进行汇总统计,DBA可以直接访问这个内存表得到SQL的统计信息。

首先,需要打开performance_schema,然后系统就会自动为SQL statement生成digest,并记录统计信息。
例如:

mysql> select 1, sleep(1);
+---+----------+
| 1 | sleep(1) |
+---+----------+
| 1 |        0 |
+---+----------+
1 row in set (1.00 sec)
mysql> select * from events_statements_summary_by_digest\G;
*************************** 1. row ***************************
                SCHEMA_NAME: performance_schema
                     DIGEST: bb80cc862a205b471ce0f0ff2605a9a0
                DIGEST_TEXT: SELECT ? , `sleep` (?)
                 COUNT_STAR: 1
             SUM_TIMER_WAIT: 1000577972000
             MIN_TIMER_WAIT: 1000577972000
             AVG_TIMER_WAIT: 1000577972000
             MAX_TIMER_WAIT: 1000577972000
              SUM_LOCK_TIME: 0
                 SUM_ERRORS: 0
               SUM_WARNINGS: 0
          SUM_ROWS_AFFECTED: 0
              SUM_ROWS_SENT: 1
          SUM_ROWS_EXAMINED: 0
SUM_CREATED_TMP_DISK_TABLES: 0
     SUM_CREATED_TMP_TABLES: 0
       SUM_SELECT_FULL_JOIN: 0
SUM_SELECT_FULL_RANGE_JOIN: 0
           SUM_SELECT_RANGE: 0
     SUM_SELECT_RANGE_CHECK: 0
            SUM_SELECT_SCAN: 0
      SUM_SORT_MERGE_PASSES: 0
             SUM_SORT_RANGE: 0
              SUM_SORT_ROWS: 0
              SUM_SORT_SCAN: 0
          SUM_NO_INDEX_USED: 0
     SUM_NO_GOOD_INDEX_USED: 0
                 FIRST_SEEN: 2015-11-06 11:15:52
                  LAST_SEEN: 2015-11-06 11:15:52
2 rows in set (0.00 sec)

DBA可用通过这个表的统计信息,来有的放矢的进行SQL调优。

然而performance_schema中digest的限制:

  1. 必须打开performance_schema的所有功能才行,但performance_schema全部打开会对性能产生一些影响;
  2. events_statements_summary_by_digest 表默认有200个的最大限制,但从MySQL 5.5开始,可以通过调整performance_schema_digests_size来修改。但如果表满了的话,新来的digest的统计信息,会被全部汇总到一个digest=NULL的记录中;
  3. 对于每一个SQL statement,performance_schema会生成一个最大1024bytes的digest_text,超过的会被截断。

针对以上的一些限制,MySQL5.7最新GA的版本,进行了一些改进。

另外,针对限制2 Percona有一些工具pt-query-digest, 并建立一些digest历史表,进行分析,有兴趣的可以使用尝试一下。可以参考: mysql-query-digest-with-performance-schema

MySQL 5.7 performance_schema digest的改进

  1. SQL statement digest生成功能不必和performance_schema绑定,digest的功能的源代码主要是这两个文件:PFS_digest.cc和PFS_digest.h。这两个文件从存储引擎目录storage/perfschema/ 移到了server目录sql/下;
  2. 从MySQL 5.7.6开始,digest的最大长度由固定的1024bytes,变成了可变大小,由参数performance_schema_max_sql_text_length在系统启动的时候初始化。

总结

用户可以针对performance_schema提供的digest的功能,根据需求进行一些开发和扩展,比如定期历史保存、建立SQL性能基线、或者更进一步如果能修改源码,可以为digest增加更多的merics等。