• 1. 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://blog.yufeng.info/ 2011/04/08
  • 2. 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  
  • 3. 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 访问热点情况:20%的键占用55%的访问量 键读写比例: 10:1  
  • 4. 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 
  • 5. 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 
  • 6. 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
  • 7. 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        
  • 8. 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
  • 9. 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: 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
  • 10. 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      
  • 11. 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      
  • 12. 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
  • 13. 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 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
  • 14. 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
  • 15. 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 = ?
  • 16. 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   #############################  /dev/mapper/cachedev  (rw,noatime,nodiratime,barrier=0) /u01  /dev/sda12                     (rw,barrier=0)                               /u02
  • 17. 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
  • 18. 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 数据尽可能多停留在PCI-E Flash卡上,提高读写命中率 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
  • 19. 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
  • 20. 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
  • 21. 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          
  • 22. 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
  • 23. 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
  • 24. 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
  • 25. 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: 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                             
  • 26. 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
  • 27. 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
  • 28. 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
  • 29. 谢谢!   Talents wanted!   联络:chuba@taobao.com