腾讯云技术分享专栏 mariadb 内存占用优化

匿名 · 2019年01月23日 · 668 次阅读

本文由云 + 社区发表

作者：工程师小熊

摘要：我们在使用 mariadb 的时候发现有时候不能启动起来，在使用过程中 mariadb 占用的内存很大，在这里学习下 mariadb 与内存相关的配置项，对 mariadb 进行调优。

查询最高内存占用

使用以下命令可以知道 mysql 的配置使用多少 RAM

SELECT ( @@key_buffer_size
+ @@query_cache_size
+ @@innodb_buffer_pool_size
+ @@innodb_additional_mem_pool_size
+ @@innodb_log_buffer_size
+ @@max_connections * ( @@read_buffer_size
+ @@read_rnd_buffer_size
+ @@sort_buffer_size
+ @@join_buffer_size
+ @@binlog_cache_size
+ @@thread_stack
+ @@tmp_table_size
)
) / (1024 * 1024 * 1024) AS MAX_MEMORY_GB;

可以使用mysql 计算器来计算内存使用

下面是理论，可以直接到推荐配置

如何调整配置

key_buffer_size（MyISAM 索引用）

指定索引缓冲区的大小，它决定索引处理的速度，尤其是索引读的速度。为了最小化磁盘的 I/O ， MyISAM 存储引擎的表使用键高速缓存来缓存索引，这个键高速缓存的大小则通过 key-buffer-size 参数来设置。如果应用系统中使用的表以 MyISAM 存储引擎为主，则应该适当增加该参数的值，以便尽可能的缓存索引，提高访问的速度。

怎么设

show global status like 'key_read%';

+------------------------+-------------+
| Variable_name | Value |
+------------------------+-------------+
| Key_read_requests | 27813678764 |
| Key_reads | 6798830 |
---------------------

key_buffer_size 通过检查状态值 Key_read_requests 和 Key_reads，可以知道 key_buffer_size 设置是否合理。
比例 key_reads / key_read_requests 应该尽可能的低，至少是 1:100，1:1000 更好。

show global status like '%created_tmp_disk_tables%';

key_buffer_size 只对 MyISAM 表起作用。即使你不使用 MyISAM 表，但是内部的临时磁盘表是 MyISAM 表，也要使用该值。可以使用检查状态值 created_tmp_disk_tables 得知详情。
对于 1G 内存的机器，如果不使用 MyISAM 表，推荐值是 16M（8-64M）

另一个参考如下

show global status like 'key_blocks_u%';
+------------------------+-------------+
| Variable_name | Value |
+------------------------+-------------+
| Key_blocks_unused | 0 |
| Key_blocks_used | 413543 |
+------------------------+-------------+

Key_blocks_unused 表示未使用的缓存簇 (blocks) 数，Key_blocks_used 表示曾经用到的最大的 blocks 数，比如这台服务器，所有的缓存都用到了，要么增加 key_buffer_size，要么就是过渡索引了，把缓存占满了。比较理想的设置：

可以根据此工式来动态的调整Key_blocks_used / (Key_blocks_unused + Key_blocks_used) * 100% ≈ 80%

show engines;

查询存储引擎

innodb_buffer_pool_size（innodb 索引用）

这个参数和 MyISAM 的key_buffer_size有相似之处，但也是有差别的。这个参数主要缓存 innodb 表的索引，数据，插入数据时的缓冲。为 Innodb 加速优化首要参数。　　

该参数分配内存的原则：这个参数默认分配只有 8M，可以说是非常小的一个值。

如果是专用的 DB 服务器，且以 InnoDB 引擎为主的场景，通常可设置物理内存的 50%，这个参数不能动态更改，所以分配需多考虑。分配过大，会使 Swap 占用过多，致使 Mysql 的查询特慢。
如果是非专用 DB 服务器，可以先尝试设置成内存的 1/4，如果有问题再调整

query_cache_size（查询缓存）

缓存机制简单的说就是缓存 sql 文本及查询结果，如果运行相同的 sql，服务器直接从缓存中取到结果，而不需要再去解析和执行 sql。如果表更改了，那么使用这个表的所有缓冲查询将不再有效，查询缓存值的相关条目被清空。更改指的是表中任何数据或是结构的改变，包括 INSERT、UPDATE、DELETE、TRUNCATE、ALTER TABLE、DROP TABLE 或 DROP DATABASE 等，也包括那些映射到改变了的表的使用 MERGE 表的查询。显然，这对于频繁更新的表，查询缓存是不适合的，而对于一些不常改变数据且有大量相同 sql 查询的表，查询缓存会节约很大的性能。

注意：如果你查询的表更新比较频繁，而且很少有相同的查询，最好不要使用查询缓存。因为这样会消耗很大的系统性能还没有任何的效果

要不要打开？

先设置成这样跑一段时间

query_cache_size=128M 
query_cache_type=1

看看命中结果来进行进一步的判断

mysql> show status like '%Qcache%';
+-------------------------+-----------+
| Variable_name           | Value     |
+-------------------------+-----------+
| Qcache_free_blocks      | 669       |
| Qcache_free_memory      | 132519160 |
| Qcache_hits             | 1158      |
| Qcache_inserts          | 284824    |
| Qcache_lowmem_prunes    | 2741      |
| Qcache_not_cached       | 1755767   |
| Qcache_queries_in_cache | 579       |
| Qcache_total_blocks     | 1853      |
+-------------------------+-----------+
8 rows in set (0.00 sec)

Qcache_free_blocks:表示查询缓存中目前还有多少剩余的 blocks，如果该值显示较大，则说明查询缓存中的内存碎片过多了，可能在一定的时间进行整理。

Qcache_free_memory:查询缓存的内存大小，通过这个参数可以很清晰的知道当前系统的查询内存是否够用，是多了，还是不够用，DBA 可以根据实际情况做出调整。

Qcache_hits:表示有多少次命中缓存。我们主要可以通过该值来验证我们的查询缓存的效果。数字越大，缓存效果越理想。

Qcache_inserts: 表示多少次未命中然后插入，意思是新来的 SQL 请求在缓存中未找到，不得不执行查询处理，执行查询处理后把结果 insert 到查询缓存中。这样的情况的次数，次数越多，表示查询缓存应用到的比较少，效果也就不理想。当然系统刚启动后，查询缓存是空的，这很正常。

Qcache_lowmem_prunes:该参数记录有多少条查询因为内存不足而被移除出查询缓存。通过这个值，用户可以适当的调整缓存大小。

Qcache_not_cached: 表示因为 query_cache_type 的设置而没有被缓存的查询数量。

Qcache_queries_in_cache:当前缓存中缓存的查询数量。

Qcache_total_blocks:当前缓存的 block 数量。

我们可以看到现网命中 1158，未缓存的有 1755767 次，说明我们这个系统命中的太少了，表变动比较多，不什么开启这个功能涉及参数
query_cache_limit：允许 Cache 的单条 Query 结果集的最大容量，默认是 1MB，超过此参数设置的 Query 结果集将不会被 Cache
query_cache_min_res_unit：设置 Query Cache 中每次分配内存的最小空间大小，也就是每个 Query 的 Cache 最小占用的内存空间大小
query_cache_size：设置 Query Cache 所使用的内存大小，默认值为 0，大小必须是 1024 的整数倍，如果不是整数倍，MySQL 会自动调整降低最小量以达到 1024 的倍数
query_cache_type：控制 Query Cache 功能的开关，可以设置为 0(OFF),1(ON) 和 2(DEMAND) 三种，意义分别如下： 0(OFF)：关闭 Query Cache 功能，任何情况下都不会使用 Query Cache 1(ON)：开启 Query Cache 功能，但是当 SELECT 语句中使用的 SQL_NO_CACHE 提示后，将不使用 Query Cache 2(DEMAND)：开启 Query Cache 功能，但是只有当 SELECT 语句中使用了 SQL_CACHE 提示后，才使用 Query Cache
query_cache_wlock_invalidate：控制当有写锁定发生在表上的时刻是否先失效该表相关的 Query Cache，如果设置为 1(TRUE)，则在写锁定的同时将失效该表相关的所有 Query Cache，如果设置为 0(FALSE) 则在锁定时刻仍然允许读取该表相关的 Query Cache。

innodb_additional_mem_pool_size（InnoDB 内部目录大小）

InnoDB 字典信息缓存主要用来存放 InnoDB 存储引擎的字典信息以及一些 internal 的共享数据结构信息，也就是存放 Innodb 的内部目录，所以其大小也与系统中所使用的 InnoDB 存储引擎表的数量有较大关系。

这个值不用分配太大，通常设置 16Ｍ够用了，默认 8M，如果设置的内存大小不够，InnoDB 会自动申请更多的内存，并在 MySQL 的 Error Log 中记录警告信息。

innodb_log_buffer_size（日志缓冲）

表示 InnoDB 写入到磁盘上的日志文件时使用的缓冲区的字节数，默认值为 16M。一个大的日志缓冲区允许大量的事务在提交之前不用写日志到磁盘，所以如果有更新，插入或删除许多行的事务，则使日志缓冲区更大一些可以节省磁盘 IO

通常最大设为 64M 足够

max_connections (最大并发连接)

MySQL 的 max_connections 参数用来设置最大连接（用户）数。每个连接 MySQL 的用户均算作一个连接，max_connections 的默认值为 100。

这个参数实际起作用的最大值（实际最大可连接数）为 16384，即该参数最大值不能超过 16384，即使超过也以 16384 为准；
增加 max_connections 参数的值，不会占用太多系统资源。系统资源（CPU、内存）的占用主要取决于查询的密度、效率等；
该参数设置过小的最明显特征是出现” Too many connections” 错误

mysql> show variables like '%max_connect%';
+-----------------------+-------+
| Variable_name         | Value |
+-----------------------+-------+
| extra_max_connections | 1     |
| max_connect_errors    | 100   |
| max_connections       | 2048  |
+-----------------------+-------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> show status like 'Threads%';
+-------------------+---------+
| Variable_name     | Value   |
+-------------------+---------+
| Threads_cached    | 0       |
| Threads_connected | 1       |
| Threads_created   | 9626717 |
| Threads_running   | 1       |
+-------------------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)

可以看到此时的并发数也就是 Threads_connected=1，还远远达不到 2048

mysql> show variables like 'open_files_limit';
+------------------+-------+
| Variable_name    | Value |
+------------------+-------+
| open_files_limit | 65535 |
+------------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

max_connections 还取决于操作系统对单进程允许打开最大文件数的限制

也就是说如果操作系统限制单个进程最大可以打开 100 个文件

那么 max_connections 设置为 200 也没什么用

MySQL 的 open_files_limit 参数值是在 MySQL 启动时记录的操作系统对单进程打开最大文件数限制的值

可以使用 show variables like 'open_files_limit'; 查看 open_files_limit 值

ulimit -n
65535

或者直接在 Linux 下通过 ulimit -n 命令查看操作系统对单进程打开最大文件数限制 ( 默认为 1024 )

connection 级内存参数 (线程独享)

connection 级参数，是在每个 connection 第一次需要使用这个 buffer 的时候，一次性分配设置的内存。

排序性能

mysql 对于排序,使用了两个变量来控制 sort_buffer_size 和 max_length_for_sort_data, 不象 oracle 使用 SGA 控制. 这种方式的缺点是要单独控制,容易出现排序性能问题.

mysql> SHOW GLOBAL STATUS like '%sort%';
+---------------------------+--------+
| Variable_name             | Value  |
+---------------------------+--------+
| Sort_merge_passes         | 0      |
| Sort_priority_queue_sorts | 1409   |
| Sort_range                | 0      |
| Sort_rows                 | 843479 |
| Sort_scan                 | 13053  |
+---------------------------+--------+
5 rows in set (0.00 sec)

如果发现Sort_merge_passes的值比较大，你可以考虑增加sort_buffer_size 来加速 ORDER BY 或者 GROUP BY 操作,不能通过查询或者索引优化的。我们这为 0，那就没必要设置那么大。

读取缓存

read_buffer_size = 128K(默认 128K) 为需要全表扫描的 MYISAM 数据表线程指定缓存

read_rnd_buffer_size = 4M：(默认 256K) 首先，该变量可以被任何存储引擎使用，当从一个已经排序的键值表中读取行时，会先从该缓冲区中获取而不再从磁盘上获取。

大事务 binlog

mysql> show global status like 'binlog_cache%';
+-----------------------+----------+
| Variable_name         | Value    |
+-----------------------+----------+
| Binlog_cache_disk_use | 220840   |
| Binlog_cache_use      | 67604667 |
+-----------------------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

Binlog_cache_disk_use 表示因为我们 binlog_cache_size 设计的内存不足导致缓存二进制日志用到了临时文件的次数
Binlog_cache_use 表示用 binlog_cache_size 缓存的次数
当对应的 Binlog_cache_disk_use 值比较大的时候我们可以考虑适当的调高 binlog_cache_size 对应的值
如上图，现网是 32K，我们加到 64K

join 语句内存影响

如果应用中，很少出现 join 语句，则可以不用太在乎 join_buffer_size 参数的设置大小。

如果 join 语句不是很少的话，个人建议可以适当增大 join_buffer_size 到 1MB 左右，如果内存充足可以设置为 2MB。

线程内存影响

Thread_stack：每个连接线程被创建时，MySQL 给它分配的内存大小。当 MySQL 创建一个新的连接线程时，需要给它分配一定大小的内存堆栈空间，以便存放客户端的请求的 Query 及自身的各种状态和处理信息。

mysql> show status like '%threads%';
+-------------------------+---------+
| Variable_name           | Value   |
+-------------------------+---------+
| Delayed_insert_threads  | 0       |
| Slow_launch_threads     | 0       |
| Threadpool_idle_threads | 0       |
| Threadpool_threads      | 0       |
| Threads_cached          | 0       |
| Threads_connected       | 1       |
| Threads_created         | 9649301 |
| Threads_running         | 1       |
+-------------------------+---------+
8 rows in set (0.00 sec)

mysql> show status like 'connections';
+---------------+---------+
| Variable_name | Value   |
+---------------+---------+
| Connections   | 9649311 |
+---------------+---------+
1 row in set (0.00 sec)

如上：系统启动到现在共接受到客户端的连接 9649311 次，共创建了 9649301 个连接线程，当前有 1 个连接线程处于和客户端连接的状态。而在 Thread Cache 池中共缓存了 0 个连接线程 (Threads_cached)。

Thread Cache 命中率：

Thread_Cache_Hit = (Connections - Threads_created) / Connections * 100%;

一般在系统稳定运行一段时间后，Thread Cache 命中率应该保持在 90% 左右才算正常。

内存临时表

tmp_table_size 控制内存临时表的最大值,超过限值后就往硬盘写，写的位置由变量 tmpdir 决定

max_heap_table_size 用户可以创建的内存表 (memory table) 的大小.这个值用来计算内存表的最大行数值。

Order By 或者 Group By 操作多的话，加大这两个值，默认 16M

mysql> show status like 'Created_tmp_%';
+-------------------------+-------+
| Variable_name           | Value |
+-------------------------+-------+
| Created_tmp_disk_tables | 0     |
| Created_tmp_files       | 626   |
| Created_tmp_tables      | 3     |
+-------------------------+-------+
3 rows in set (0.00 sec)

如上图，写入硬盘的为 0，3 次中间表，说明我们的默认值足够用了

mariadb 推荐配置

注意这里只推荐 innodb 引擎
内存配置只关注有注释的行

[mysqld]
datadir=/var/lib/mysql
socket=/var/lib/mysql/mysql.sock
default-storage-engine=INNODB

character-set-server=utf8
collation-server=utf8_general_ci

user=mysql
symbolic-links=0

# global settings
table_cache=65535
table_definition_cache=65535

max_allowed_packet=4M
net_buffer_length=1M
bulk_insert_buffer_size=16M

query_cache_type=0              #是否使用查询缓冲,0关闭
query_cache_size=0              #0关闭，因为改表操作多，命中低，开启消耗cpu

# shared
key_buffer_size=8M              #保持8M MyISAM索引用
innodb_buffer_pool_size=4G              #DB专用mem*50%，非DB专用mem*15%到25%
myisam_sort_buffer_size=32M
max_heap_table_size=16M             #最大中间表大小
tmp_table_size=16M              #中间表大小

# per-thread
sort_buffer_size=256K               #加速排序缓存大小
read_buffer_size=128k               #为需要全表扫描的MYISAM数据表线程指定缓存
read_rnd_buffer_size=4M             #已排序的表读取时缓存，如果比较大内存就到6M
join_buffer_size=1M             #join语句多时加大，1-2M
thread_stack=256k               #线程空间，256K or 512K
binlog_cache_size=64K               #大事务binlog


# big-tables
innodb_file_per_table = 1
skip-external-locking
max_connections=2048                #最大连接数
skip-name-resolve

# slow_query_log
slow_query_log_file = /var/log/mysql-slow.log
long_query_time = 30
group_concat_max_len=65536

# according to tuning-primer.sh
thread_cache_size = 8
thread_concurrency = 16

# set variables
concurrent_insert=2

运行时修改

使用以下命令来修改变量

set global {要改的key} = {值}; （立即生效重启后失效）
set @@{要改的key} = {值}; （立即生效重启后失效）
set @@global.{要改的key} = {值}; （立即生效重启后失效）

试验

mysql> set @@global.innodb_buffer_pool_size=4294967296;
ERROR 1238 (HY000): Variable 'innodb_buffer_pool_size' is a read only variable
mysql> set @@global.thread_stack=262144;
ERROR 1238 (HY000): Variable 'thread_stack' is a read only variable
mysql> set @@global.binlog_cache_size=65536;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> set @@join_buffer_size=1048576;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> set @@read_rnd_buffer_size=4194304;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> set @@sort_buffer_size=262144;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> set @@read_buffer_size=131072;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> set global key_buffer_size=8388608;
Query OK, 0 rows affected (0.39 sec)

我们可以看到innodb_buffer_pool_size和thread_stack报错了，他们只能改配置文件，在运行时是只读的。以下直接复制使用

set @@global.binlog_cache_size=65536;
set @@join_buffer_size=1048576;
set @@read_rnd_buffer_size=4194304;
set @@sort_buffer_size=262144;
set @@read_buffer_size=131072;
set global key_buffer_size=8388608;

引用

记一次 Mysql 占用内存过高的优化过程

mysql 优化技巧心得一 (key_buffer_size 设置)

mysql 内存计算

mysql 计算器

mariadb 官网

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