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performanceschema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。

  1. --查看performance_schema的属性
  2. mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'performance_schema';
  3. +--------------------+-------+
  4. | Variable_name      | Value |
  5. +--------------------+-------+
  6. | performance_schema | ON    |
  7. +--------------------+-------+
  8. 1 row in set (0.01 sec)
  10. --在配置文件中修改performance_schema的属性值，on表示开启，off表示关闭
  11. [mysqld]
  12. performance_schema=ON
  14. --切换数据库
  15. use performance_schema;
  17. --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
  18. show tables;
  20. --可以通过show create table tablename来查看创建表的时候的表结构
  21. mysql> show create table setup_consumers;
  22. +-----------------+---------------------------------
  23. | Table           | Create Table                    
  24. +-----------------+---------------------------------
  25. | setup_consumers | CREATE TABLE `setup_consumers` (
  26.   `NAME` varchar(64) NOT NULL,                      
  27.   `ENABLED` enum('YES','NO') NOT NULL               
  28. ) ENGINE=PERFORMANCE_SCHEMA DEFAULT CHARSET=utf8 |  
  29. +-----------------+---------------------------------
  30. 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。

  1. --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)
  2. show tables like '%statement%';
  4. --等待事件记录表，与语句事件类型的相关记录表类似：
  5. show tables like '%wait%';
  7. --阶段事件记录表，记录语句执行的阶段事件的表
  8. show tables like '%stage%';
  10. --事务事件记录表，记录事务相关的事件的表
  11. show tables like '%transaction%';
  13. --监控文件系统层调用的表
  14. show tables like '%file%';
  16. --监视内存使用的表
  17. show tables like '%memory%';
  19. --动态对performance_schema进行配置的配置表
  20. 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)。

  1. --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
  2. UPDATE setup_instruments SET ENABLED = 'YES', TIMED = 'YES'where name like 'wait%';
  4. --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
  5. UPDATE setup_consumers SET ENABLED = 'YES'where name like '%wait%';
  7. --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
  8. select * from events_waits_current\G
  9. *************************** 1. row ***************************
  10.             THREAD_ID: 11
  11.              EVENT_ID: 570
  12.          END_EVENT_ID: 570
  13.            EVENT_NAME: wait/synch/mutex/innodb/buf_dblwr_mutex
  14.                SOURCE: 
  15.           TIMER_START: 4508505105239280
  16.             TIMER_END: 4508505105270160
  17.            TIMER_WAIT: 30880
  18.                 SPINS: NULL
  19.         OBJECT_SCHEMA: NULL
  20.           OBJECT_NAME: NULL
  21.            INDEX_NAME: NULL
  22.           OBJECT_TYPE: NULL
  23. OBJECT_INSTANCE_BEGIN: 67918392
  24.      NESTING_EVENT_ID: NULL
  25.    NESTING_EVENT_TYPE: NULL
  26.             OPERATION: lock
  27.       NUMBER_OF_BYTES: NULL
  28.                 FLAGS: NULL
  29. /*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
  30. 属性说明：
  31.     id:事件来自哪个线程，事件编号是多少
  32.     event_name:表示检测到的具体的内容
  33.     source:表示这个检测代码在哪个源文件中以及行号
  34.     timer_start:表示该事件的开始时间
  35.     timer_end:表示该事件的结束时间
  36.     timer_wait:表示该事件总的花费时间
  37. 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
  38. */
  40. /*
  41. _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
  42. */
  43. select thread_id,event_id,event_name,timer_wait from events_waits_history order by thread_id limit 21;
  45. /*
  46. 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）
  47. */
  48. SELECT EVENT_NAME,COUNT_STAR FROM events_waits_summary_global_by_event_name  ORDER BY COUNT_STAR DESC LIMIT 10;
  50. /*
  51. 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
  52. */
  53. select * from file_instances limit 20;

4. 常用配置项的参数说明

4.1 启动选项

  1. performance_schema_consumer_events_statements_current=TRUE
  2. 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
  4. performance_schema_consumer_events_statements_history=TRUE
  5. 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
  7. performance_schema_consumer_events_stages_history_long=FALSE
  8. 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
  10. 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
  11. performance_schema_consumer_global_instrumentation=TRUE
  12. 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
  13. 默认值为TRUE
  15. performance_schema_consumer_statements_digest=TRUE
  16. 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
  17. 默认值为TRUE
  19. performance_schema_consumer_thread_instrumentation=TRUE
  20. 是否在MySQL Server启动时就开启
  22. 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
  23. 默认值为TRUE
  25. performance_schema_instrument[=name]
  26. 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:
  28. # [=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
  30. ## 指定开启单个instruments
  32. --performance-schema-instrument= 'instrument_name=value'
  34. ## 使用通配符指定开启多个instruments
  36. --performance-schema-instrument= 'wait/synch/cond/%=COUNTED'
  38. ## 开关所有的instruments
  40. --performance-schema-instrument= '%=ON'
  42. --performance-schema-instrument= '%=OFF'
  44. 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。

4.2 系统变量

  1. show variables like '%performance_schema%';
  2. --重要的属性解释
  3. performance_schema=ON
  4. /*
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. */
  10. performance_schema_digests_size=10000
  11. /*
  12. 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
  13. */
  14. performance_schema_events_statements_history_long_size=10000
  15. /*
  16. 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
  17. 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
  18. */
  19. performance_schema_events_statements_history_size=10
  20. /*
  21. 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
  22. 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
  23. 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
  24. */
  25. performance_schema_max_digest_length=1024
  26. /*
  27. 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)
  28. 全局变量，只读变量，默认值1024字节，整型值，取值范围0~1048576
  29. */
  30. performance_schema_max_sql_text_length=1024
  31. /*
  32. 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
  33. 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
  34. 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。
  35. */

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

  1. /*
  2. performance_timers表中记录了server中有哪些可用的事件计时器
  3. 字段解释：
  4.     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
  5.     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、
  6.     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
  7.     timer_overhead:表示在使用定时器获取事件时开销的最小周期值
  8. */
  9. select * from performance_timers;
  11. /*
  12. setup_timers表中记录当前使用的事件计时器信息
  13. 字段解释：
  14.     name:计时器类型，对应某个事件类别
  15.     timer_name:计时器类型名称
  16. */
  17. select * from setup_timers;
  19. /*
  20. setup_consumers表中列出了consumers可配置列表项
  21. 字段解释：
  22.     NAME：consumers配置名称
  23.     ENABLED：consumers是否启用，有效值为YES或NO，此列可以使用UPDATE语句修改。
  24. */
  25. select * from setup_consumers;
  27. /*
  28. 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：
  29. 字段解释：
  30.     NAME：instruments名称，instruments名称可能具有多个部分并形成层次结构
  31.     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
  32.     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
  33. */
  34. SELECT * FROM setup_instruments;
  36. /*
  37. 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
  38. 字段解释：
  39.     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”
  40.     USER：一个具体的字符串名称，或使用“％”表示“任何用户”
  41.     ROLE：当前未使用，MySQL 8.0中才启用角色功能
  42.     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
  43.     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
  44. */
  45. SELECT * FROM setup_actors;
  47. /*
  48. 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。
  49. 字段解释：
  50.     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
  51.     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”)
  52.     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”)
  53.     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
  54.     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
  55. */
  56. SELECT * FROM setup_objects;
  58. /*
  59. threads表对于每个server线程生成一行包含线程相关的信息，
  60. 字段解释：
  61.     THREAD_ID：线程的唯一标识符（ID）
  62.     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)
  63.     TYPE：线程类型，有效值为：FOREGROUND、BACKGROUND。分别表示前台线程和后台线程
  64.     PROCESSLIST_ID：对应INFORMATION_SCHEMA.PROCESSLIST表中的ID列。
  65.     PROCESSLIST_USER：与前台线程相关联的用户名，对于后台线程为NULL。
  66.     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。
  67.     PROCESSLIST_DB：线程的默认数据库，如果没有，则为NULL。
  68.     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
  69.     PROCESSLIST_TIME：当前线程已处于当前线程状态的持续时间（秒）
  70.     PROCESSLIST_STATE：表示线程正在做什么事情。
  71.     PROCESSLIST_INFO：线程正在执行的语句，如果没有执行任何语句，则为NULL。
  72.     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
  73.     ROLE：暂未使用
  74.     INSTRUMENTED：线程执行的事件是否被检测。有效值：YES、NO 
  75.     HISTORY：是否记录线程的历史事件。有效值：YES、NO * 
  76.     THREAD_OS_ID：由操作系统层定义的线程或任务标识符（ID）：
  77. */
  78. 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. --1、哪类的SQL执行最多？
  2. SELECT DIGEST_TEXT,COUNT_STAR,FIRST_SEEN,LAST_SEEN FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
  3. --2、哪类SQL的平均响应时间最多？
  4. SELECT DIGEST_TEXT,AVG_TIMER_WAIT FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
  5. --3、哪类SQL排序记录数最多？
  6. SELECT DIGEST_TEXT,SUM_SORT_ROWS FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
  7. --4、哪类SQL扫描记录数最多？
  8. SELECT DIGEST_TEXT,SUM_ROWS_EXAMINED FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
  9. --5、哪类SQL使用临时表最多？
  10. SELECT DIGEST_TEXT,SUM_CREATED_TMP_TABLES,SUM_CREATED_TMP_DISK_TABLES FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
  11. --6、哪类SQL返回结果集最多？
  12. SELECT DIGEST_TEXT,SUM_ROWS_SENT FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
  13. --7、哪个表物理IO最多？
  14. 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
  15. --8、哪个表逻辑IO最多？
  16. 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
  17. --9、哪个索引访问最多？
  18. 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
  19. --10、哪个索引从来没有用过？
  20. 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;
  21. --11、哪个等待事件消耗时间最多？
  22. 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
  23. --12-1、剖析某条SQL的执行情况，包括statement信息，stege信息，wait信息
  24. SELECT EVENT_ID,sql_text FROM events_statements_history WHERE sql_text LIKE '%count(*)%';
  25. --12-2、查看每个阶段的时间消耗
  26. SELECT event_id,EVENT_NAME,SOURCE,TIMER_END - TIMER_START FROM events_stages_history_long WHERE NESTING_EVENT_ID = 1553;
  27. --12-3、查看每个阶段的锁等待情况
  28. 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;