MYSQL performance schema详解

0、performance_schema的介绍

MySQL的performance schema 用于监控MySQL server在一个较低级别的运行过程中的资源消耗、资源等待等情况

​ 特点如下:

​ 1、提供了一种在数据库运行时实时检查server的内部执行情况的方法。performance_schema 数据库中的表使用performance_schema存储引擎。该数据库主要关注数据库运行过程中的性能相关的数据,与information_schema不同,information_schema主要关注server运行过程中的元数据信息

​ 2、performance schema通过监视server的事件来实现监视server内部运行情况, “事件”就是server内部活动中所做的任何事情以及对应的时间消耗,利用这些信息来判断server中的相关资源消耗在了哪里?一般来说,事件可以是函数调用、操作系统的等待、SQL语句执行的阶段(如sql语句执行过程中的parsing 或 sorting阶段)或者整个SQL语句与SQL语句集合。事件的采集可以方便的提供server中的相关存储引擎对磁盘文件、表I/O、表锁等资源的同步调用信息。 ​ 3、performance_schema中的事件与写入二进制日志中的事件(描述数据修改的events)、事件计划调度程序(这是一种存储程序)的事件不同。performance_schema中的事件记录的是server执行某些活动对某些资源的消耗、耗时、这些活动执行的次数等情况。 ​ 4、performance_schema中的事件只记录在本地server的performance_schema中,其下的这些表中数据发生变化时不会被写入binlog中,也不会通过复制机制被复制到其他server中。 ​ 5、 当前活跃事件、历史事件和事件摘要相关的表中记录的信息。能提供某个事件的执行次数、使用时长。进而可用于分析某个特定线程、特定对象(如mutex或file)相关联的活动。 ​ 6、PERFORMANCE_SCHEMA存储引擎使用server源代码中的“检测点”来实现事件数据的收集。对于performance_schema实现机制本身的代码没有相关的单独线程来检测,这与其他功能(如复制或事件计划程序)不同 ​ 7、收集的事件数据存储在performance_schema数据库的表中。这些表可以使用SELECT语句查询,也可以使用SQL语句更新performance_schema数据库中的表记录(如动态修改performance_schema的setup *开头的几个配置表,但要注意:配置表的更改会立即生效,这会影响数据收集) ​ 8、performance_schema的表中的数据不会持久化存储在磁盘中,而是保存在内存中,一旦服务器重启,这些数据会丢失(包括配置表在内的整个performance_schema下的所有数据) ​ 9、MySQL支持的所有平台中事件监控功能都可用,但不同平台中用于统计事件时间开销的计时器类型可能会有所差异。

1、performance schema入门

​ 在mysql的5.7版本中,性能模式是默认开启的,如果想要显式的关闭的话需要修改配置文件,不能直接进行修改,会报错Variable 'performance_schema' is a read only variable。

--查看performance_schema的属性
mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'performance_schema';
+--------------------+-------+
| Variable_name      | Value |
+--------------------+-------+
| performance_schema | ON    |
+--------------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

--在配置文件中修改performance_schema的属性值,on表示开启,off表示关闭
[mysqld]
performance_schema=ON

--切换数据库
use performance_schema;

--查看当前数据库下的所有表,会看到有很多表存储着相关的信息
show tables;

--可以通过show create table tablename来查看创建表的时候的表结构
mysql> show create table setup_consumers;
+-----------------+---------------------------------
| Table           | Create Table                    
+-----------------+---------------------------------
| setup_consumers | CREATE TABLE `setup_consumers` (
  `NAME` varchar(64) NOT NULL,                      
  `ENABLED` enum('YES','NO') NOT NULL               
) ENGINE=PERFORMANCE_SCHEMA DEFAULT CHARSET=utf8 |  
+-----------------+---------------------------------
1 row in set (0.00 sec)

​ 想要搞明白后续的内容,同学们需要理解两个基本概念:

​ instruments: 生产者,用于采集mysql中各种各样的操作产生的事件信息,对应配置表中的配置项我们可以称为监控采集配置项。

​ consumers:消费者,对应的消费者表用于存储来自instruments采集的数据,对应配置表中的配置项我们可以称为消费存储配置项。

2、performance_schema表的分类

​ performance_schema库下的表可以按照监视不同的纬度就行分组。

--语句事件记录表,这些表记录了语句事件信息,当前语句事件表events_statements_current、历史语句事件表events_statements_history和长语句历史事件表events_statements_history_long、以及聚合后的摘要表summary,其中,summary表还可以根据帐号(account),主机(host),程序(program),线程(thread),用户(user)和全局(global)再进行细分)
show tables like '%statement%';

--等待事件记录表,与语句事件类型的相关记录表类似:
show tables like '%wait%';

--阶段事件记录表,记录语句执行的阶段事件的表
show tables like '%stage%';

--事务事件记录表,记录事务相关的事件的表
show tables like '%transaction%';

--监控文件系统层调用的表
show tables like '%file%';

--监视内存使用的表
show tables like '%memory%';

--动态对performance_schema进行配置的配置表
show tables like '%setup%';

3、performance_schema的简单配置与使用

​ 数据库刚刚初始化并启动时,并非所有instruments(事件采集项,在采集项的配置表中每一项都有一个开关字段,或为YES,或为NO)和consumers(与采集项类似,也有一个对应的事件类型保存表配置项,为YES就表示对应的表保存性能数据,为NO就表示对应的表不保存性能数据)都启用了,所以默认不会收集所有的事件,可能你需要检测的事件并没有打开,需要进行设置,可以使用如下两个语句打开对应的instruments和consumers(行计数可能会因MySQL版本而异)。

--打开等待事件的采集器配置项开关,需要修改setup_instruments配置表中对应的采集器配置项
UPDATE setup_instruments SET ENABLED = 'YES', TIMED = 'YES'where name like 'wait%';

--打开等待事件的保存表配置开关,修改setup_consumers配置表中对应的配置项
UPDATE setup_consumers SET ENABLED = 'YES'where name like '%wait%';

--当配置完成之后可以查看当前server正在做什么,可以通过查询events_waits_current表来得知,该表中每个线程只包含一行数据,用于显示每个线程的最新监视事件
select * from events_waits_current\G
*************************** 1. row ***************************
            THREAD_ID: 11
             EVENT_ID: 570
         END_EVENT_ID: 570
           EVENT_NAME: wait/synch/mutex/innodb/buf_dblwr_mutex
               SOURCE: 
          TIMER_START: 4508505105239280
            TIMER_END: 4508505105270160
           TIMER_WAIT: 30880
                SPINS: NULL
        OBJECT_SCHEMA: NULL
          OBJECT_NAME: NULL
           INDEX_NAME: NULL
          OBJECT_TYPE: NULL
OBJECT_INSTANCE_BEGIN: 67918392
     NESTING_EVENT_ID: NULL
   NESTING_EVENT_TYPE: NULL
            OPERATION: lock
      NUMBER_OF_BYTES: NULL
                FLAGS: NULL
/*该信息表示线程id为11的线程正在等待buf_dblwr_mutex锁,等待事件为30880
属性说明:
    id:事件来自哪个线程,事件编号是多少
    event_name:表示检测到的具体的内容
    source:表示这个检测代码在哪个源文件中以及行号
    timer_start:表示该事件的开始时间
    timer_end:表示该事件的结束时间
    timer_wait:表示该事件总的花费时间
注意:_current表中每个线程只保留一条记录,一旦线程完成工作,该表中不会再记录该线程的事件信息
*/

/*
_history表中记录每个线程应该执行完成的事件信息,但每个线程的事件信息只会记录10条,再多就会被覆盖,*_history_long表中记录所有线程的事件信息,但总记录数量是10000,超过就会被覆盖掉
*/
select thread_id,event_id,event_name,timer_wait from events_waits_history order by thread_id limit 21;

/*
summary表提供所有事件的汇总信息,该组中的表以不同的方式汇总事件数据(如:按用户,按主机,按线程等等)。例如:要查看哪些instruments占用最多的时间,可以通过对events_waits_summary_global_by_event_name表的COUNT_STAR或SUM_TIMER_WAIT列进行查询(这两列是对事件的记录数执行COUNT(*)、事件记录的TIMER_WAIT列执行SUM(TIMER_WAIT)统计而来)
*/
SELECT EVENT_NAME,COUNT_STAR FROM events_waits_summary_global_by_event_name  ORDER BY COUNT_STAR DESC LIMIT 10;

/*
instance表记录了哪些类型的对象会被检测。这些对象在被server使用时,在该表中将会产生一条事件记录,例如,file_instances表列出了文件I/O操作及其关联文件名
*/
select * from file_instances limit 20;

4、常用配置项的参数说明

1、启动选项

performance_schema_consumer_events_statements_current=TRUE
是否在mysql server启动时就开启events_statements_current表的记录功能(该表记录当前的语句事件信息),启动之后也可以在setup_consumers表中使用UPDATE语句进行动态更新setup_consumers配置表中的events_statements_current配置项,默认值为TRUE

performance_schema_consumer_events_statements_history=TRUE
与performance_schema_consumer_events_statements_current选项类似,但该选项是用于配置是否记录语句事件短历史信息,默认为TRUE

performance_schema_consumer_events_stages_history_long=FALSE
与performance_schema_consumer_events_statements_current选项类似,但该选项是用于配置是否记录语句事件长历史信息,默认为FALSE

除了statement(语句)事件之外,还支持:wait(等待)事件、state(阶段)事件、transaction(事务)事件,他们与statement事件一样都有三个启动项分别进行配置,但这些等待事件默认未启用,如果需要在MySQL Server启动时一同启动,则通常需要写进my.cnf配置文件中
performance_schema_consumer_global_instrumentation=TRUE
是否在MySQL Server启动时就开启全局表(如:mutex_instances、rwlock_instances、cond_instances、file_instances、users、hostsaccounts、socket_summary_by_event_name、file_summary_by_instance等大部分的全局对象计数统计和事件汇总统计信息表 )的记录功能,启动之后也可以在setup_consumers表中使用UPDATE语句进行动态更新全局配置项
默认值为TRUE

performance_schema_consumer_statements_digest=TRUE
是否在MySQL Server启动时就开启events_statements_summary_by_digest 表的记录功能,启动之后也可以在setup_consumers表中使用UPDATE语句进行动态更新digest配置项
默认值为TRUE

performance_schema_consumer_thread_instrumentation=TRUE
是否在MySQL Server启动时就开启

events_xxx_summary_by_yyy_by_event_name表的记录功能,启动之后也可以在setup_consumers表中使用UPDATE语句进行动态更新线程配置项
默认值为TRUE

performance_schema_instrument[=name]
是否在MySQL Server启动时就启用某些采集器,由于instruments配置项多达数千个,所以该配置项支持key-value模式,还支持%号进行通配等,如下:

# [=name]可以指定为具体的Instruments名称(但是这样如果有多个需要指定的时候,就需要使用该选项多次),也可以使用通配符,可以指定instruments相同的前缀+通配符,也可以使用%代表所有的instruments

## 指定开启单个instruments

--performance-schema-instrument= 'instrument_name=value'

## 使用通配符指定开启多个instruments

--performance-schema-instrument= 'wait/synch/cond/%=COUNTED'

## 开关所有的instruments

--performance-schema-instrument= '%=ON'

--performance-schema-instrument= '%=OFF'

注意,这些启动选项要生效的前提是,需要设置performance_schema=ON。另外,这些启动选项虽然无法使用show variables语句查看,但我们可以通过setup_instruments和setup_consumers表查询这些选项指定的值。

2、系统变量

show variables like '%performance_schema%';
--重要的属性解释
performance_schema=ON
/*
控制performance_schema功能的开关,要使用MySQL的performance_schema,需要在mysqld启动时启用,以启用事件收集功能
该参数在5.7.x之前支持performance_schema的版本中默认关闭,5.7.x版本开始默认开启
注意:如果mysqld在初始化performance_schema时发现无法分配任何相关的内部缓冲区,则performance_schema将自动禁用,并将performance_schema设置为OFF
*/

performance_schema_digests_size=10000
/*
控制events_statements_summary_by_digest表中的最大行数。如果产生的语句摘要信息超过此最大值,便无法继续存入该表,此时performance_schema会增加状态变量
*/
performance_schema_events_statements_history_long_size=10000
/*
控制events_statements_history_long表中的最大行数,该参数控制所有会话在events_statements_history_long表中能够存放的总事件记录数,超过这个限制之后,最早的记录将被覆盖
全局变量,只读变量,整型值,5.6.3版本引入 * 5.6.x版本中,5.6.5及其之前的版本默认为10000,5.6.6及其之后的版本默认值为-1,通常情况下,自动计算的值都是10000 * 5.7.x版本中,默认值为-1,通常情况下,自动计算的值都是10000
*/
performance_schema_events_statements_history_size=10
/*
控制events_statements_history表中单个线程(会话)的最大行数,该参数控制单个会话在events_statements_history表中能够存放的事件记录数,超过这个限制之后,单个会话最早的记录将被覆盖
全局变量,只读变量,整型值,5.6.3版本引入 * 5.6.x版本中,5.6.5及其之前的版本默认为10,5.6.6及其之后的版本默认值为-1,通常情况下,自动计算的值都是10 * 5.7.x版本中,默认值为-1,通常情况下,自动计算的值都是10
除了statement(语句)事件之外,wait(等待)事件、state(阶段)事件、transaction(事务)事件,他们与statement事件一样都有三个参数分别进行存储限制配置,有兴趣的同学自行研究,这里不再赘述
*/
performance_schema_max_digest_length=1024
/*
用于控制标准化形式的SQL语句文本在存入performance_schema时的限制长度,该变量与max_digest_length变量相关(max_digest_length变量含义请自行查阅相关资料)
全局变量,只读变量,默认值1024字节,整型值,取值范围0~1048576
*/
performance_schema_max_sql_text_length=1024
/*
控制存入events_statements_current,events_statements_history和events_statements_history_long语句事件表中的SQL_TEXT列的最大SQL长度字节数。 超出系统变量performance_schema_max_sql_text_length的部分将被丢弃,不会记录,一般情况下不需要调整该参数,除非被截断的部分与其他SQL比起来有很大差异
全局变量,只读变量,整型值,默认值为1024字节,取值范围为0~1048576,5.7.6版本引入
降低系统变量performance_schema_max_sql_text_length值可以减少内存使用,但如果汇总的SQL中,被截断部分有较大差异,会导致没有办法再对这些有较大差异的SQL进行区分。 增加该系统变量值会增加内存使用,但对于汇总SQL来讲可以更精准地区分不同的部分。
*/

5、重要配置表的相关说明

​ 配置表之间存在相互关联关系,按照配置影响的先后顺序,可添加为

/*
performance_timers表中记录了server中有哪些可用的事件计时器
字段解释:
    timer_name:表示可用计时器名称,CYCLE是基于CPU周期计数器的定时器
    timer_frequency:表示每秒钟对应的计时器单位的数量,CYCLE计时器的换算值与CPU的频率相关、
    timer_resolution:计时器精度值,表示在每个计时器被调用时额外增加的值
    timer_overhead:表示在使用定时器获取事件时开销的最小周期值
*/
select * from performance_timers;

/*
setup_timers表中记录当前使用的事件计时器信息
字段解释:
    name:计时器类型,对应某个事件类别
    timer_name:计时器类型名称
*/
select * from setup_timers;

/*
setup_consumers表中列出了consumers可配置列表项
字段解释:
    NAME:consumers配置名称
    ENABLED:consumers是否启用,有效值为YES或NO,此列可以使用UPDATE语句修改。
*/
select * from setup_consumers;

/*
setup_instruments 表列出了instruments 列表配置项,即代表了哪些事件支持被收集:
字段解释:
    NAME:instruments名称,instruments名称可能具有多个部分并形成层次结构
    ENABLED:instrumetns是否启用,有效值为YES或NO,此列可以使用UPDATE语句修改。如果设置为NO,则这个instruments不会被执行,不会产生任何的事件信息
    TIMED:instruments是否收集时间信息,有效值为YES或NO,此列可以使用UPDATE语句修改,如果设置为NO,则这个instruments不会收集时间信息
*/
SELECT * FROM setup_instruments;

/*
setup_actors表的初始内容是匹配任何用户和主机,因此对于所有前台线程,默认情况下启用监视和历史事件收集功能
字段解释:
    HOST:与grant语句类似的主机名,一个具体的字符串名字,或使用“%”表示“任何主机”
    USER:一个具体的字符串名称,或使用“%”表示“任何用户”
    ROLE:当前未使用,MySQL 8.0中才启用角色功能
    ENABLED:是否启用与HOST,USER,ROLE匹配的前台线程的监控功能,有效值为:YES或NO
    HISTORY:是否启用与HOST, USER,ROLE匹配的前台线程的历史事件记录功能,有效值为:YES或NO
*/
SELECT * FROM setup_actors;

/*
setup_objects表控制performance_schema是否监视特定对象。默认情况下,此表的最大行数为100行。
字段解释:
    OBJECT_TYPE:instruments类型,有效值为:“EVENT”(事件调度器事件)、“FUNCTION”(存储函数)、“PROCEDURE”(存储过程)、“TABLE”(基表)、“TRIGGER”(触发器),TABLE对象类型的配置会影响表I/O事件(wait/io/table/sql/handler instrument)和表锁事件(wait/lock/table/sql/handler instrument)的收集
    OBJECT_SCHEMA:某个监视类型对象涵盖的数据库名称,一个字符串名称,或“%”(表示“任何数据库”)
    OBJECT_NAME:某个监视类型对象涵盖的表名,一个字符串名称,或“%”(表示“任何数据库内的对象”)
    ENABLED:是否开启对某个类型对象的监视功能,有效值为:YES或NO。此列可以修改
    TIMED:是否开启对某个类型对象的时间收集功能,有效值为:YES或NO,此列可以修改
*/
SELECT * FROM setup_objects;

/*
threads表对于每个server线程生成一行包含线程相关的信息,
字段解释:
    THREAD_ID:线程的唯一标识符(ID)
    NAME:与server中的线程检测代码相关联的名称(注意,这里不是instruments名称)
    TYPE:线程类型,有效值为:FOREGROUND、BACKGROUND。分别表示前台线程和后台线程
    PROCESSLIST_ID:对应INFORMATION_SCHEMA.PROCESSLIST表中的ID列。
    PROCESSLIST_USER:与前台线程相关联的用户名,对于后台线程为NULL。
    PROCESSLIST_HOST:与前台线程关联的客户端的主机名,对于后台线程为NULL。
    PROCESSLIST_DB:线程的默认数据库,如果没有,则为NULL。
    PROCESSLIST_COMMAND:对于前台线程,该值代表着当前客户端正在执行的command类型,如果是sleep则表示当前会话处于空闲状态
    PROCESSLIST_TIME:当前线程已处于当前线程状态的持续时间(秒)
    PROCESSLIST_STATE:表示线程正在做什么事情。
    PROCESSLIST_INFO:线程正在执行的语句,如果没有执行任何语句,则为NULL。
    PARENT_THREAD_ID:如果这个线程是一个子线程(由另一个线程生成),那么该字段显示其父线程ID
    ROLE:暂未使用
    INSTRUMENTED:线程执行的事件是否被检测。有效值:YES、NO 
    HISTORY:是否记录线程的历史事件。有效值:YES、NO * 
    THREAD_OS_ID:由操作系统层定义的线程或任务标识符(ID):
*/
select * from threads

注意:在performance_schema库中还包含了很多其他的库和表,能对数据库的性能做完整的监控,大家需要参考官网详细了解。

6、performance_schema实践操作

​ 基本了解了表的相关信息之后,可以通过这些表进行实际的查询操作来进行实际的分析。

--1、哪类的SQL执行最多?
SELECT DIGEST_TEXT,COUNT_STAR,FIRST_SEEN,LAST_SEEN FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
--2、哪类SQL的平均响应时间最多?
SELECT DIGEST_TEXT,AVG_TIMER_WAIT FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
--3、哪类SQL排序记录数最多?
SELECT DIGEST_TEXT,SUM_SORT_ROWS FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
--4、哪类SQL扫描记录数最多?
SELECT DIGEST_TEXT,SUM_ROWS_EXAMINED FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
--5、哪类SQL使用临时表最多?
SELECT DIGEST_TEXT,SUM_CREATED_TMP_TABLES,SUM_CREATED_TMP_DISK_TABLES FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
--6、哪类SQL返回结果集最多?
SELECT DIGEST_TEXT,SUM_ROWS_SENT FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
--7、哪个表物理IO最多?
SELECT file_name,event_name,SUM_NUMBER_OF_BYTES_READ,SUM_NUMBER_OF_BYTES_WRITE FROM file_summary_by_instance ORDER BY SUM_NUMBER_OF_BYTES_READ + SUM_NUMBER_OF_BYTES_WRITE DESC
--8、哪个表逻辑IO最多?
SELECT object_name,COUNT_READ,COUNT_WRITE,COUNT_FETCH,SUM_TIMER_WAIT FROM table_io_waits_summary_by_table ORDER BY sum_timer_wait DESC
--9、哪个索引访问最多?
SELECT OBJECT_NAME,INDEX_NAME,COUNT_FETCH,COUNT_INSERT,COUNT_UPDATE,COUNT_DELETE FROM table_io_waits_summary_by_index_usage ORDER BY SUM_TIMER_WAIT DESC
--10、哪个索引从来没有用过?
SELECT OBJECT_SCHEMA,OBJECT_NAME,INDEX_NAME FROM table_io_waits_summary_by_index_usage WHERE INDEX_NAME IS NOT NULL AND COUNT_STAR = 0 AND OBJECT_SCHEMA <> 'mysql' ORDER BY OBJECT_SCHEMA,OBJECT_NAME;
--11、哪个等待事件消耗时间最多?
SELECT EVENT_NAME,COUNT_STAR,SUM_TIMER_WAIT,AVG_TIMER_WAIT FROM events_waits_summary_global_by_event_name WHERE event_name != 'idle' ORDER BY SUM_TIMER_WAIT DESC
--12-1、剖析某条SQL的执行情况,包括statement信息,stege信息,wait信息
SELECT EVENT_ID,sql_text FROM events_statements_history WHERE sql_text LIKE '%count(*)%';
--12-2、查看每个阶段的时间消耗
SELECT event_id,EVENT_NAME,SOURCE,TIMER_END - TIMER_START FROM events_stages_history_long WHERE NESTING_EVENT_ID = 1553;
--12-3、查看每个阶段的锁等待情况
SELECT event_id,event_name,source,timer_wait,object_name,index_name,operation,nesting_event_id FROM events_waits_history_longWHERE nesting_event_id = 1553;

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