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慢SQL治理分享

2021-08-02 10:33:52 作者：互联网

简介：这里的慢SQL指的是MySQL慢查询，是运行时间超过long_query_time值的SQL。真实的慢SQL通常会伴随着大量的行扫描、临时文件排序或者频繁的磁盘flush，直接影响就是磁盘IO升高，让正常的SQL变成了慢SQL，大面积执行超时。本文将和大家分享慢SQL的治理过程。

作者 | 史伟民
来源 | 阿里技术公众号

一为什么要做这个事情

1 什么是慢SQL？

这里指的是MySQL慢查询，具体指运行时间超过long_query_time值的SQL。

我们常听常见的MySQL中有二进制日志binlog、中继日志relaylog、重做回滚日志redolog、undolog等。针对慢查询，还有一种慢查询日志slowlog，用来记录在MySQL中响应时间超过阀值的语句。

大家不要被慢查询这个名字误导，以为慢查询日志只会记录select语句，其实也会记录执行时间超过了long_query_time设定的阈值的insert、update等DML语句。

# 查看慢SQL是否开启
show variables like "slow_query_log%";

# 查看慢查询设定的阈值 单位:秒
show variables like "long_query_time";

对于我们使用的AliSQL-X-Cluster即XDB来说，默认慢查询是开启的，long_query_time设置为1秒。

2 慢查询为何会导致故障？

真实的慢SQL往往会伴随着大量的行扫描、临时文件排序或者频繁的磁盘flush，直接影响就是磁盘IO升高，正常SQL也变为了慢SQL，大面积执行超时。

去年双11后，针对技术侧暴露的问题，菜鸟CTO线推出多个专项治理，CTO-D各领一项作为sponsor，我所在的大团队负责慢SQL治理这个专项。

二要做到什么程度

1 怎么来衡量一个应用的慢SQL严重程度？

微平均

sum(aone应用慢SQL执行次数)
-----------------------
sum(aone应用SQL执行次数)

我们认为，该值越大，影响越大；该值越小，影响可能小。

极端情况就是应用里每次执行的SQL全是慢SQL，该值为1；应用里每次执行的SQL全不是慢SQL，该值为0。

但是这个指标带来的问题是区分度不佳，尤其是对SQL QPS很高且大多数情况下SQL都不是慢查询的情况，偶发的慢SQL会被淹没。

另外一个问题，偶发的慢SQL是真的慢SQL吗？我们遇到很多被慢查询日志记录的SQL，实际上可能受到其他慢SQL影响、MySQL磁盘抖动、优化器选择等原因使得常规查询下表现显然不是慢SQL的变成了慢SQL。

宏平均

sum(慢SQL 1执行次数)    sum(慢SQL n执行次数)
-----------------  +  ------------------
sum(SQL 1执行次数)      sum(SQL n执行次数)
---------------------------------------
                   n

这个算法建立在被抓到的慢SQL有一定执行次数的基础上，可以减少假性慢SQL的影响。

当某些应用QPS很低，即一天执行SQL的次数很少，如果碰到假性SQL就会引起统计误差。

执行次数

sum(aone应用慢SQL执行次数)
-----------------------
           7

统计最近一周平均每天的慢SQL执行次数，可以消除掉宏平均带来的假性SQL问题。

慢SQL模板数量

以上维度均有个时间限定范围，为了追溯慢SQL历史处理情况，我们还引入了全局慢SQL模板数量维度。

count(distinct(aone应用慢SQL模板) )

2 目标

核心应用：解决掉所有的慢SQL
普通应用：微平均指标下降50%

3 CTO报表

以CTO-D为单位根据以上多维度指标统计汇总应用的加权平均，由低到高得出排名，突出头尾top3，每周播报。

三为什么由我来做

猜测可能与我的背景有关，有C/C++背景，曾在上家公司负责过公司层面异地多活架构的设计和落地，对于MySQL比较了解一些。

另外可能是利益无关，我所在小团队业务刚起步，不存在慢SQL，这样可以插入到各个业务线去。

四行动支撑

1 集团MySQL规约

索引规约摘录部分：

【强制】超过三个表禁止join。需要join的字段，数据类型保持绝对一致；多表关联查询时，保证被关联的字段需要有索引。

说明：即使双表join也要注意表索引、SQL性能。

【强制】在varchar字段上建立索引时，必须指定索引长度，没必要对全字段建立索引，根据实际文本区分度决定索引长度。

说明：索引的长度与区分度是一对矛盾体，一般对字符串类型数据，长度为20的索引，区分度会高达90%以上，可以使用count(distinct left(列名, 索引长度))/count(*)的区分度来确定。

【强制】页面搜索严禁左模糊或者全模糊，如果需要请走搜索引擎来解决。

说明：索引文件具有B-Tree的最左前缀匹配特性，如果左边的值未确定，那么无法使用此索引。

【推荐】防止因字段类型不同造成的隐式转换，导致索引失效。

【参考】创建索引时避免有如下极端误解：

1）索引宁滥勿缺

认为一个查询就需要建一个索引。

2）吝啬索引的创建

认为索引会消耗空间、严重拖慢更新和新增速度。

3）抵制唯一索引

认为唯一索引一律需要在应用层通过“先查后插”方式解决。

2 DB变更标准

DDL需要控制变更速度，注意灰度和并发控制，变更发布需要在规定的变更发布窗口内。

五分享一些我参与优化的例子

1 数据分布不均匀

1）分库分表不合理

该业务数据分了8个库，每个库分了16张表，通过查看表空间可以看到数据几乎都分布在各个库的某2张表中。分库分表的策略有问题，另外过高预估了业务增量，这个持保留意见。

2）索引不合理

单表创建了idx_logistics_corp_id_special_id的联合索引，但即便这样区分度依然太低，根据实验及业务反馈(logistics_corp_id,transport_type_id)字段组合区分度非常高，且业务存在transport_type_id的单查场景。

2 索引问题

SELECT
  COUNT(0) AS `tmp_count`
FROM(
    SELECT
      `table_holder`.`user_id`,
      `table_holder`.`sc_item_id`,
      SUM(
        CASE
          `table_holder`.`inventory_type`
          WHEN 1 THEN `table_holder`.`quantity`
          ELSE 0
        END
      ) AS `saleable_quantity`,
      SUM(
        CASE
          `table_holder`.`inventory_type`
          WHEN 1 THEN `table_holder`.`lock_quantity`
          ELSE 0
        END
      ) AS `saleable_lock_quantity`,
      SUM(
        CASE
          `table_holder`.`inventory_type`
          WHEN 401 THEN `table_holder`.`quantity`
          ELSE 0
        END
      ) AS `transfer_on_way_quantity`,
      `table_holder`.`store_code`,
      MAX(`table_holder`.`gmt_modified`) AS `gmt_modified`
    FROM
      `table_holder`
    WHERE(`table_holder`.`is_deleted` = 0)
      AND(`table_holder`.`quantity` > 0)
      AND `table_holder`.`user_id` IN(3405569954)
      AND `table_holder`.`store_code` IN('ZJJHBHYTJJ0001', '...1000多个')
    GROUP BY
      `table_holder`.`user_id`,
      `table_holder`.`sc_item_id`
    ORDER BY
      `table_holder`.`user_id` ASC,
      `table_holder`.`sc_item_id` ASC
  ) `a`;

这个case对应的表有store_code索引，因此认为没问题，没办法优化了。实则通过执行计划，我们发现MySQL选择了全表扫描。针对该case实践发现，当范围查询的个数超过200个时，索引优化器将不再使用该字段索引。

最终经过拉取最近一段时间的相关查询SQL，结合业务的数据分布，我们发现采用(is_deleted,quantity)即可解决。

判断执行计划采用的索引长度：key_len的长度计算公式(>=5.6.4)

char(10)允许NULL      =  10 * ( character set：utf8mb4=4,utf8=3,gbk=2,latin1=1) + 1(NULL)
char(10)不允许NULL    =  10 * ( character set：utf8mb4=4,utf8=3,gbk=2,latin1=1)
varchr(10)允许NULL    =  10 * ( character set：utf8mb4=4,utf8=3,gbk=2,latin1=1) + 1(NULL) + 2(变长字段)
varchr(10)不允许NULL  =  10 * ( character set：utf8mb4=4,utf8=3,gbk=2,latin1=1) + 2(变长字段)
int允许NULL           =  4 + 1(NULL)
int不允许NULL         =  4
timestamp允许NULL     =  4 + 1(NULL)
timestamp不允许NULL   =  4
datatime允许NULL      =  5 + 1(NULL)
datatime不允许NULL    =  5