Linux 进程通过 C 标准库中的内存分配函数 malloc 向系统申请内存,但是到真正与内核交互之间,其实还隔了一层,即内存分配管理器(memory allocator)。常见的内存分配器包括:ptmalloc(Glibc)、tcmalloc(Google)、jemalloc(FreeBSD)。MySQL 默认使用的是 glibc 的 ptmalloc 作为内存分配器。
内存分配器采用的是内存池的管理方式,处在用户程序层和内核层之间,它响应用户的分配请求,向 *** 作系统申请内存,然后将其返回给用户程序。
为了保持高效的分配,分配器通常会预先向 *** 作系统申请一块内存,当用户程序申请和释放内存的时候,分配器会将这些内存管理起来,并通过一些算法策略来判断是否将其返回给 *** 作系统。这样做的最大好处就是可以避免用户程序频繁的调用系统来进行内存分配,使用户程序在内存使用上更加高效快捷。
关于 ptmalloc 的内存分配原理,个人也不是非常了解,这里就不班门弄斧了,有兴趣的同学可以去看下华庭的《glibc 内存管理 ptmalloc 源代码分析》【文末链接】。
关于如何选择这三种内存分配器,网上资料大多都是推荐摒弃 glibc 原生的 ptmalloc,而改用 jemalloc 或者 tcmalloc 作为默认分配器。因为 ptmalloc 的主要问题其实是内存浪费、内存碎片、以及加锁导致的性能问题,而 jemalloc 与 tcmalloc 对于内存碎片、多线程处理优化的更好。
目前 jemalloc 应用于 Firefox、FaceBook 等,并且是 MariaDB、Redis、Tengine 默认推荐的内存分配器,而 tcmalloc 则应用于 WebKit、Chrome 等。
CPU占用过高诊断思路
mpstat -P ALL 1,查看cpu使用情况,主要消耗在sys即os系统调用上
perf top,cpu主要消耗在_spin_lock
生成perf report查看详细情况
CPU主要消耗在mutex争用上,说明有锁热点。
采用pt-pmp跟踪mysqld执行情况,热点主要集中在mem_heap_alloc和mem_heap_free上。
Pstack提供更详细的API调用栈
Innodb在读取数据记录时的API路径为
row_search_for_mysql --》row_vers_build_for_consistent_read --》mem_heap_create_block_func --》mem_area_alloc --》malloc --》 _L_unlock_10151 --》__lll_unlock_wait_private
row_vers_build_for_consistent_read会陷入一个死循环,跳出条件是该条记录不需要快照读或者已经从undo中找出对应的快照版本,每次循环都会调用mem_heap_alloc/free。
而该表的记录更改很频繁,导致其undo history list比较长,搜索快照版本的代价更大,就会频繁的申请和释放堆内存。
Linux原生的内存库函数为ptmalloc,malloc/free调用过多时很容易产生锁热点。
当多条 SQL 并发执行时,会最终触发os层面的spinlock,导致上述情形。
解决方案
将mysqld的内存库函数替换成tcmalloc,相比ptmalloc,tcmalloc可以更好的支持高并发调用。
修改my.cnf,添加如下参数并重启
[mysqld_safe]malloc-lib=tcmalloc
上周五早上7点执行的 *** 作,到现在超过72小时,期间该实例没有再出现cpu长期飙高的情形。
以下是修改前后cpu使用率对比
生产环境中,MySQL 不经意间吃掉全部的内容,然后开始吃掉 SWAP,性能一降再降,怎么办?
可以从下面三点查看原因:
MySQL 使用内存,有两个途径。
永久占用的内容
比如全局缓冲区(Global Buffer)类别,是在服务器启动期间从 *** 作系统获得的,不会释放到任何一个别的进程。
动态请求的内存
线程缓冲区由MySQL使用,它是在处理新查询时从 *** 作系统请求的内存。在执行查询之后,该内存被释放回 *** 作系统。
这意味着 MySQL 的内存使用,是 全局缓冲区 加上 线程缓冲区 以及 允许的最大连接数 。
对于专用数据库服务器,该值需要保持在服务器内存的90%以下。在共享服务器的情况下,它应该保持在服务器内存的50%以下。
检查一下 MySQL 设置,有助于确定内存使用情况,从而为 MySQL 分配合适的值。
一个近似的公式:
当网站受到攻击时,有可能在短时间内建立异常高的连接数量。MySQL 中的 PROCESSLIST 可用于检测顶级用户并阻止对滥用连接的访问。
找出查询需要很长时间才能执行的语句,因为这些查询需要进一步优化服务器才能更好地执行,可以通过服务器查询日志进行识别。由于查询速度慢,导致磁盘读取较多,导致内存和CPU使用率较高,影响服务器性能。
最后,到了加内存条的时候了。虽然在优化数据库设置之后,服务器会不断地路由到使用交换内存,但也必须增加内存。俗话说:“巧妇难为无米之炊”,就是这个意思。
上面说的这些方向,大家可以在实际 *** 作中验证体会,希望大家在数据库优化的路上,麻溜顺畅,砥砺前行。
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