了解 MySQL CPU 使用情况：工具和技术

MySQL 中的 CPU 使用率是多少？

MySQL中的CPU使用率是指MySQL服务器用于执行操作（包括处理查询、管理数据库事务和维护数据库系统）的计算机处理器资源的比例。本质上，它测量在任何给定时间有多少 CPU 计算能力专用于运行 MySQL 任务。

当 MySQL CPU 使用率非常高时，这可能表明您的数据库正在积极处理大量请求或复杂查询。另一方面，持续较低的 CPU 使用率可能表明您没有充分利用资源。这可能意味着系统其他地方存在效率低下或瓶颈。

如何检查MySQL CPU使用率

使用顶部命令

top 命令是 Linux 和其他类 Unix 操作系统（如 CentOS）中可用的通用工具。它提供系统当前状态的动态实时视图，包括所有进程的 CPU 使用情况。

1. 打开你的终端。
2. 执行top命令。

在列表中查找mysql进程。 %CPU 列将显示 MySQL 实例的当前 CPU 使用情况。

使用显示状态命令

MySQL 的 SHOW STATUS 命令是一个强大的工具，用于获取各种服务器状态信息。虽然它不直接显示 CPU 使用情况，但它允许您通过各种计数器和状态指示器推断 CPU 负载。
通过 CLI 或 MySQL 客户端访问您的 MySQL 服务器。
运行显示状态：如'Threads_%'命令。

从服务器状态和变量列表中，threads_running和threads_connected是衡量CPU使用率的两个最重要的指标：

• Threads_running – 显示未休眠的线程数。这里的数字较高可能表示 CPU 负载较高。
• Threads_connected – 这显示了 MySQL 服务器的打开连接总数。当此数字明显高于 threads_running 时，可能表明许多连接处于空闲状态或正在等待可用的 CPU 资源来处理其请求。

使用 SHOW PROCESSLIST 命令

SHOW PROCESSLIST 命令提供 MySQL 服务器中所有活动线程的实时快照。

1. 通过 CLI 或 MySQL 客户端访问您的 MySQL 服务器。
2. 执行显示进程列表；命令。

输出包括每个线程的几列数据。请密切注意以下事项：

• 命令列 – 指示正在形成的操作类型。可以在此处识别长时间运行的查询，尤其是 CPU 密集型查询。
• 时间列 – 显示命令运行的时间（以秒为单位）。时间列中值较高的线程可能会增加 CPU 负载。

使用性能模式

为了进行更深入的分析，可以使用 MySQL 的 Performance Schema。它提供有关服务器事件的详细信息，并且可以查询以分析每个线程或每个查询的 CPU 使用情况。

启用性能架构（如果尚未启用）：

1. 找到名为 my.cnf 或 my.ini 的 MySQL 配置文件。
2. 添加或修改以下条目performance_schema=ON.
3. 重新启动 MySQL 服务器以应用此更改。

执行连接 performance_schema.threads 表与 performance_schema.events_statements_summary_by_thread_by_event_name 表的查询。此查询将提供与服务器执行的不同线程和查询相关的 CPU 使用情况的详细信息。

使用外部监控工具

一系列外部监控解决方案，包括 Percona 监控和管理 (PMM) 和 Releem，提供对 MySQL 性能指标（例如 CPU 利用率）的深入分析。

这些工具通过直观的界面提供 CPU 和相关指标的全面概述，使发现趋势和问题变得更加容易。

诊断 MySQL 中的高 CPU 使用率

MySQL 数据库中的高 CPU 使用率会影响依赖应用程序的性能和可靠性。为了有效诊断这个问题，彻底检查MySQL的运行机制、查询执行流程以及更广泛的系统环境是关键。

1. 查询效率低下

CPU 使用率高的最常见原因之一是 SQL 查询效率低下或复杂。缺乏正确索引或涉及全表扫描的查询可能会导致数据库引擎消耗过多的 CPU 周期。出现这种低效率的原因是数据库必须读取超出必要数量的数据，单独处理每一行，并在没有索引的帮助下执行复杂的计算。

• 次优索引使用 – 如果没有索引，MySQL 必须执行全表扫描，这是高度 CPU 密集型的。应根据查询模式和频繁访问的列有策略地创建索引。
• 复杂联接 – 涉及多个联接的查询，尤其是在大型表或缺乏适当索引的表上，可能会导致 CPU 利用率较高。每个连接操作都可以成倍地增加处理的数据量。
• 聚合函数 – 对大型数据集进行 SUM()、COUNT()、AVG())，如果没有适当的索引，会迫使 MySQL 扫描和处理大量数据。

您可以配置慢查询日志（启用并设置您首选的长查询阈值）或使用 Releem 查询分析来识别哪些特定查询需要很长时间才能完成执行。这些是需要您注意的疑问。

2、高并发

MySQL 旨在同时处理多个连接和事务。然而，随着并发级别的增加，管理这些并发连接的复杂性也随之增加。一个单独的线程处理每个活动连接。管理大量线程需要更多的 CPU 资源，不仅用于执行查询，还用于线程之间上下文切换的开销。

3. 锁争用

当多个事务同时尝试访问相同的数据时，就会发生锁争用，导致它们必须等待彼此释放锁才能继续操作。当事务竞争行或表上的锁时，数据库引擎会花费额外的 CPU 周期来管理这些锁。

您可以通过查看information_schema.innodb_lock_waits 表来确定是否发生锁争用。使用以下查询来识别被锁定的交易：

SELECT 
  t.trx_id, 
  t.trx_state, 
  t.trx_started, 
  COUNT(distinct w.requesting_trx_id) AS blocked_trxs
FROM 
  information_schema.innodb_lock_waits w 
INNER JOIN information_schema.innodb_trx t
   ON t.trx_id = w.blocking_trx_id 
GROUP BY t.trx_id,t.trx_state, t.trx_started
ORDER BY t.trx_id;

长时间运行的事务还可以深入了解数据库内的争用程度。使用 SHOW ENGINE INNODB STATUS 命令查看从最新到最旧的所有打开事务的列表。检查最旧的事务以了解它们运行了多长时间、涉及哪些表和行以及涉及哪些语句。

4. MySQL服务器配置不当

MySQL 的性能高度依赖于它的配置。未针对您的工作负载或硬件进行优化的参数可能会导致 CPU 使用效率低下。一些关键参数包括：

• 不适当的缓冲池大小 – InnoDB 缓冲池通过在内存中缓存数据和索引来减少磁盘 I/O。缓冲池大小不正确可能会导致频繁的磁盘读取。由于系统处理磁盘I/O操作，MySQL CPU占用率增加。
• 线程缓存大小 – 如果线程缓存太小，MySQL 可能会花费额外的 CPU 周期为每个新连接创建和销毁线程，而不是重用现有线程。

5. 模式设计问题

数据库的物理设计，包括表结构和数据类型，也会影响CPU效率。如果您使用超出需要的数据类型（例如 BIGINT over INT），MySQL 会处理超出需要的数据，从而消耗更多的 CPU 资源。

标准化是一种数据库设计技术，用于以减少数据冗余并提高数据完整性的方式组织表。该过程涉及将数据库划分为两个或多个表并定义表之间的关系。虽然过度标准化可能会导致复杂的连接，但标准化不足可能会导致冗余数据处理和更大的扫描，这两者都会增加 CPU 使用率。

缓解 MySQL CPU 使用率过高的 11 个技巧

1. MySQL 的资源控制功能可以帮助防止任何单个用户消耗过多的 CPU 时间，确保跨应用程序的负载均衡。 Percona 发表了相关文章。
2. 分析查询模式并在 WHERE 子句、JOIN 条件中以及作为 ORDER BY 和 GROUP BY 语句的一部分经常使用的列上创建索引。请小心过度索引，因为它可能会导致写入操作期间的开销增加。
3. 此命令向您展示数据库如何执行特定查询，包括使用哪些索引。执行计划可以揭示查询是否导致全表扫描，或者查询是否使用索引效率低下或根本不使用索引。这些结果将成为查询优化的目标。
4. 降低连接的复杂性，尤其是涉及多个表或大型数据集的连接。所有连接表都应该在连接列上有适当的索引。如果某些连接严重影响 CPU 使用率，请考虑对架构进行非规范化。
5. 将复杂的查询分解为更简单的查询，以避免全表扫描并减少临时表的使用，尤其是在磁盘上创建的临时表。小心使用子查询和派生表。
6. 调整 InnoDB 缓冲池大小，以将尽可能多的工作数据集放入内存中，从而减少磁盘读取的磁盘 I/O 和 CPU 使用率。理想情况下，缓冲池大小应设置为可用系统内存的 70-80% 左右。
7. 对于负载较重或连接频繁切换的系统来说，线程缓存大小的默认值可能太低。配置线程缓存大小以减少创建和销毁连接线程的开销。起点可以是将线程缓存大小设置为系统通常在高峰时间处理的并发连接数。
8. 在应用层实现连接池，减少频繁连接和断开数据库的开销。连接池允许在多个客户端之间重用一组连接，从而减少与连接管理相关的 CPU 负载。
9. MySQL 应该运行在具有专用资源的服务器上。与其他 CPU 密集型应用程序共享资源可能会导致争用和高 CPU 使用率。
10. 使用符合您的工作负载要求的硬件。在 CPU 密集的场景中，选择具有更高内核数量和更快时钟速度的处理器可以提高性能。考虑使用 SSD 而不是 HDD 进行存储，以减少与磁盘 I/O 操作相关的 CPU 负载。
11. MySQL 的性能模式和慢查询日志可用于监控数据库操作并识别高 CPU 使用率模式。这些工具可以帮助查明导致 CPU 使用率过高的低效查询和次优配置。

Releem 的 MySQL CPU 优化能力

Releem 提供了一系列功能来帮助您监控和管理 CPU 使用情况：

• 直观的界面：用户友好的界面以直观易懂的格式呈现一段时间内的 CPU 使用趋势。它简化了优化过程，让您轻松做出明智的决策。无需从其他变量手动解释 CPU 使用情况或使用 CLI。
• 监控：Releem 监控您的服务器，捕获重要参数和关键指标，例如 CPU 使用率、InnoDB 缓冲池大小、线程缓存大小等。这种实时数据收集为您的服务器性能动态提供了宝贵的见解。 自动性能分析 通过分析监控期间收集的数据，查明可以提高 CPU 效率的领域。
• 配置建议：然后 Releem 会提出易于应用的配置建议来优化 MySQL CPU 使用率。这些建议是根据您的服务器的具体特征和工作负载模式定制的。
• 查询分析：深入研究慢速查询日志，以识别和分析可能占用 CPU 资源的查询。有了这些知识，您就可以微调查询、应用适当的索引并采取其他纠正措施。

如果您想了解这些功能，可以免费注册并开始使用！

以上是了解 MySQL CPU 使用情况：工具和技术的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！