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MySQL 8.4 参考手册
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MySQL 8.4 参考手册  /  ...  /  优化 InnoDB 磁盘 I/O

10.5.8 优化 InnoDB 磁盘 I/O

如果您遵循数据库设计的最佳实践和 SQL 操作的调整技术,但由于繁重的磁盘 I/O 活动,您的数据库仍然很慢,请考虑这些磁盘 I/O 优化。如果 Unix top 工具或 Windows 任务管理器显示您的工作负载的 CPU 使用率百分比低于 70%,则您的工作负载可能受磁盘限制。

  • 增加缓冲池大小

    当表数据缓存在 InnoDB 缓冲池中时,查询可以重复访问它,而无需任何磁盘 I/O。使用 innodb_buffer_pool_size 选项指定缓冲池的大小。此内存区域非常重要,因此通常建议将 innodb_buffer_pool_size 配置为系统内存的 50% 到 75%。有关更多信息,请参阅第 10.12.3.1 节,“MySQL 如何使用内存”

  • 调整刷新方法

    在某些版本的 GNU/Linux 和 Unix 中,使用 Unix fsync() 调用和类似方法将文件刷新到磁盘的速度非常慢。如果数据库写入性能出现问题,请在将 innodb_flush_method 参数设置为 O_DSYNC 的情况下进行基准测试。

  • 为操作系统刷新配置阈值

    默认情况下,当 InnoDB 创建新的数据文件(例如新的日志文件或表空间文件)时,该文件会在刷新到磁盘之前完全写入操作系统缓存,这可能会导致一次发生大量的磁盘写入活动。要强制从操作系统缓存中定期刷新少量数据,可以使用 innodb_fsync_threshold 变量定义一个以字节为单位的阈值。达到字节阈值后,操作系统缓存的内容将刷新到磁盘。默认值 0 强制执行默认行为,即仅在文件完全写入缓存后才将数据刷新到磁盘。

    在多个 MySQL 实例使用相同的存储设备的情况下,指定一个阈值以强制进行较小的定期刷新可能是有益的。例如,创建新的 MySQL 实例及其关联的数据文件可能会导致磁盘写入活动激增,从而影响使用相同存储设备的其他 MySQL 实例的性能。配置阈值有助于避免写入活动出现此类激增。

  • 使用 fdatasync() 代替 fsync()

    在支持 fdatasync() 系统调用的平台上,innodb_use_fdatasync 变量允许使用 fdatasync() 代替 fsync() 进行操作系统刷新。fdatasync() 系统调用不会刷新对文件元数据的更改,除非后续数据检索需要,从而提供潜在的性能优势。

    innodb_flush_method 设置的子集(例如 fsyncO_DSYNCO_DIRECT)使用 fsync() 系统调用。使用这些设置时,innodb_use_fdatasync 变量适用。

  • 在 Linux 上将 noop 或 deadline I/O 调度程序与原生 AIO 一起使用

    InnoDB 在 Linux 上使用异步 I/O 子系统(原生 AIO)对数据文件页执行预读和写入请求。此行为由 innodb_use_native_aio 配置选项控制,该选项默认启用。对于原生 AIO,I/O 调度程序的类型对 I/O 性能的影响更大。通常,建议使用 noop 和 deadline I/O 调度程序。进行基准测试以确定哪种 I/O 调度程序为您的工作负载和环境提供最佳结果。有关更多信息,请参阅第 17.8.6 节,“在 Linux 上使用异步 I/O”

  • 在 Solaris 10 上对 x86_64 体系结构使用直接 I/O

    在 x86_64 架构(AMD Opteron)的 Solaris 10 上使用 InnoDB 存储引擎时,对 InnoDB 相关文件使用直接 I/O 以避免 InnoDB 性能下降。要对用于存储 InnoDB 相关文件的整个 UFS 文件系统使用直接 I/O,请使用 forcedirectio 选项挂载它;请参阅 mount_ufs(1M)。(Solaris 10/x86_64 上的默认设置使用此选项。)要仅将直接 I/O 应用于 InnoDB 文件操作而不是整个文件系统,请设置 innodb_flush_method = O_DIRECT。使用此设置,InnoDB 调用 directio() 而不是 fcntl() 来对数据文件进行 I/O(而不是对日志文件进行 I/O)。

  • 将原始存储用于 Solaris 2.6 或更高版本的数据和日志文件

    在任何 Solaris 2.6 及更高版本以及任何平台(sparc/x86/x64/amd64)上将 InnoDB 存储引擎与较大的 innodb_buffer_pool_size 值一起使用时,请在原始设备或单独的直接 I/O UFS 文件系统上使用 InnoDB 数据文件和日志文件进行基准测试,并使用前面描述的 forcedirectio 挂载选项。(如果需要对日志文件进行直接 I/O,则必须使用挂载选项,而不是设置 innodb_flush_method。)Veritas 文件系统 VxFS 的用户应使用 convosync=direct 挂载选项。

    不要将其他 MySQL 数据文件(例如用于 MyISAM 表的文件)放在直接 I/O 文件系统上。可执行文件或库不得放在直接 I/O 文件系统上。

  • 使用额外的存储设备

    可以使用额外的存储设备来设置 RAID 配置。有关信息,请参阅第 10.12.1 节“优化磁盘 I/O”

    或者,可以将 InnoDB 表空间数据文件和日志文件放在不同的物理磁盘上。有关更多信息,请参阅以下部分

  • 考虑使用非旋转存储

    非旋转存储通常为随机 I/O 操作提供更好的性能;而旋转存储则适用于顺序 I/O 操作。在旋转存储设备和非旋转存储设备之间分配数据文件和日志文件时,请考虑主要对每个文件执行的 I/O 操作类型。

    面向随机 I/O 的文件通常包括 每个表一个文件通用表空间 数据文件、撤消表空间 文件和 临时表空间 文件。面向顺序 I/O 的文件包括 InnoDB 系统表空间 文件、双写文件以及日志文件(如 二进制日志 文件和 重做日志 文件)。

    使用非旋转存储时,请查看以下配置选项的设置

    • innodb_checksum_algorithm

      crc32 选项使用更快的校验和算法,建议用于快速存储系统。

    • innodb_flush_neighbors

      优化旋转存储设备的 I/O。对于非旋转存储或旋转存储和非旋转存储的混合,请禁用它。默认情况下禁用它。

    • innodb_idle_flush_pct

      允许在空闲期间限制页面刷新,这有助于延长非旋转存储设备的使用寿命。

    • innodb_io_capacity

      默认设置 10000 通常就足够了。

    • innodb_io_capacity_max

      默认值(2 * innodb_io_capacity)适用于大多数工作负载。

    • innodb_log_compressed_pages

      如果重做日志位于非旋转存储上,请考虑禁用此选项以减少日志记录。请参阅禁用压缩页面的日志记录

    • innodb_log_file_size(已弃用)

      如果重做日志位于非旋转存储上,请配置此选项以最大限度地提高缓存和写入合并。

    • innodb_redo_log_capacity

      如果重做日志位于非旋转存储上,请配置此选项以最大限度地提高缓存和写入合并。

    • innodb_page_size

      考虑使用与磁盘内部扇区大小匹配的页面大小。早期 SSD 设备通常具有 4KB 的扇区大小。一些较新的设备具有 16KB 的扇区大小。默认的 InnoDB 页面大小为 16KB。使页面大小接近存储设备块大小可以最大限度地减少回写到磁盘的未更改数据量。

    • binlog_row_image

      如果二进制日志位于非旋转存储上并且所有表都有主键,请考虑将此选项设置为 minimal 以减少日志记录。

    确保为您的操作系统启用了 TRIM 支持。默认情况下通常启用它。

  • 提高 I/O 容量以避免积压

    如果吞吐量由于 InnoDB 检查点 操作而定期下降,请考虑增加 innodb_io_capacity 配置选项的值。较大的值会导致更频繁地进行 刷新,从而避免可能导致吞吐量下降的工作积压。

  • 如果刷新没有落后,则降低 I/O 容量

    如果系统没有落后于 InnoDB 刷新 操作,请考虑降低 innodb_io_capacity 配置选项的值。通常,您应尽可能保持此选项值较低,但不要低到导致吞吐量周期性下降(如前一点所述)。在可以降低选项值的典型情况下,您可能会在 SHOW ENGINE INNODB STATUS 的输出中看到如下组合

    • 历史列表长度较低,低于几千。

    • 插入缓冲区合并接近插入的行数。

    • 缓冲池中的已修改页面始终远低于缓冲池的 innodb_max_dirty_pages_pct。(在服务器未执行批量插入时进行测量;在批量插入期间,已修改页面的百分比会显著上升,这是正常现象。)

    • 日志序列号 - 上次检查点 位于 InnoDB 日志文件 总大小的 7/8 以下,理想情况下应低于 6/8。

  • 将系统表空间文件存储在 Fusion-io 设备上

    您可以通过将包含双写存储区域的文件存储在支持原子写入的 Fusion-io 设备上来利用与双写缓冲区相关的 I/O 优化。(双写缓冲区存储区域位于双写文件中。请参阅第 17.6.4 节“双写缓冲区”。)当双写存储区域文件位于支持原子写入的 Fusion-io 设备上时,双写缓冲区会自动禁用,并且 Fusion-io 原子写入用于所有数据文件。此功能仅在 Fusion-io 硬件上受支持,并且仅在 Linux 上的 Fusion-io NVMFS 上启用。为了充分利用此功能,建议将 innodb_flush_method 设置为 O_DIRECT

    注意

    由于双写缓冲区设置是全局的,因此对于不在 Fusion-io 硬件上的数据文件,双写缓冲区也会被禁用。

  • 禁用压缩页面的日志记录

    使用 InnoDB压缩 功能时,重新压缩的 页面 的映像会在对压缩数据进行更改时写入 重做日志。此行为由 innodb_log_compressed_pages 控制,默认情况下启用该选项以防止在恢复期间使用不同版本的 zlib 压缩算法时可能出现的损坏。如果您确定 zlib 版本不会更改,请禁用 innodb_log_compressed_pages 以减少修改压缩数据的工作负载的重做日志生成。