一般而言，MySQL 的调优可以分为两个层面，一个是在MySQL层面上进行的调优，比如SQL改写，索引的添加，MySQL各种参数的配置；另一个层面是从操作系统的层面和硬件的层面来进行调优。操作系统的层面的调优，一般要先定位到是那种资源出现瓶颈——CPU、 内存、硬盘、网络，然后入手调优。所以其实MySQL 的调优，其实不是那么简单，它要求我们对 硬件、OS、MySQL 三者都具有比较深入的理解。比如 NUMA 架构的CPU是如何分配CPU的，以及是如何分配内存的，如何避免导致SWAP的发生；Linux 系统的IO调度算法选择哪一种——CFQ、DEADLINE、NOOP、还是 ANTICIPATORY；MySQL的redo log和undo log它们的写哪个是顺序写，哪个是随机写？

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所以其实，如果想要对 MySQL 进行调优，要求我们必须对 硬件和OS，以及MySQL的内部实现原理，都要有很好的掌握。本文关于MySQL调优基础之 CPU和进程。

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1. CPU 架构之 NUMA和SMP

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SMP：称为共享内存访问CPU(Shared Memory Mulpti Processors), 也称为对称型CPU架构（Symmetry Multi Processors)

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NUMA：非统一内存访问 (Non Uniform Memory Access）

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它们最重要的区别在于内存是否绑定在各个物理CPU上，以及CPU如何访问内存：

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SMP架构的CPU内部没有绑定内存，所有的CPU争用一个总线来访问所有共享的内存，优点是资源共享，而缺点是总线争用激烈。随着PC服务 器上的CPU数量变多（不仅仅是CPU核数），总线争用的弊端慢慢越来越明显，于是Intel在Nehalem CPU上推出了NUMA架构，而AMD也推出了基于相同架构的Opteron CPU。

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NUMA 最大的特点是引入了node和distance的概念，node内部有多个CPU，以及绑定的内存。每个node的CPU和内存一般是相等。distance这个概念是用来定义各个node之间调用资源的开销。NUMA架构中内存和CPU的关系如下图所示：

?(node内部有多个CPU，node内部有内存；每两个node之间有 inter-connect)

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NUMA架构的提出是为了适应多CPU，可以看到node内部的CPU对内存的访问分成了两种情况：

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1）对node内部的内存的访问，一般称为 local access，显然访问速度是最快的；

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2）对其它node中的内存的访问，一般称为 remote access，因为要通过 inter-connect，所以访问速度会慢一些；

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因为CPU和内存是绑定而形成一个node，那么就涉及到CPU如何分配，内存如何分配的问题：

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1）NUMA的CPU分配策略有cpunodebind、physcpubind。cpunodebind规定进程运行在某几个node之上，而physcpubind可以更加精细地规定运行在哪些核上。

2）NUMA的内存分配策略有localalloc、preferred、membind、interleave。localalloc规定进程从当前 node上请求分配内存；而preferred比较宽松地指定了一个推荐的node来获取内存，如果被推荐的node上没有足够内存，进程可以尝试别的 node。membind可以指定若干个node，进程只能从这些指定的node上请求分配内存。interleave规定进程从所有node上以RR算法交织地请求分配内存，达到随机均匀的从各个node中分配内存的目的。

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NUMA 架构导致的问题——SWAP

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因为NUMA架构的CPU，默认采用的是localalloc的内存分配策略，运行在本node内部CPU上的进程，会从本node内部的内存上分配内存，如果内存不足，则会导致swap的产生，严重影响性能！它不会向其它node申请内存。这是他最大的问题。

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所以为了避免SWAP的产生，一定要将NUMA架构CPU的内存分配策略设置为：interleave; 这样设置的话，任何进程的内存分配，都会随机向各个node申请，虽然remote access会导致一点点的性能损失，但是他杜绝了SWAP导致的严重的性能损失。所以 interleave 其实是将NUMA架构的各个node中的内存，又重新虚拟成了一个共享的内存，但是和SMP不同的是，因为每两个node之间有 inter-connect ，所以又避免了SMP架构总线争用的缺陷。

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2. CPU 和 Linux 进程

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进程应该是Linux中最重要的一个概念。进程运行在CPU上，是所有硬件资源分配的对象。Linux中用一个task_struct的结构来描述进程，描述了进程的各种信息、属性、资源。

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Linux中进程的生命周期和它们涉及的调用：

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1）父进程调用fork() 产生一个新的自进程；

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2）子进程调用exec() 指定自己要执行的代码；

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3）子进程调用exit() 退出，进入zombie状态；

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4）父进程调用wait()，等待子进程的返回，回收其所有资源；

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Thread:

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是一个执行单元，同一进程中所有线程，共享进程的资源。线程一般称为 LWP(Light Weight Process)轻量级进程。所以期限线程没有那么神秘，我们可以将其当做特殊的进程来看待。

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进程的优先级和nice：

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进程的调度，涉及到进程的优先级。优先级使用nice level来表示，其值范围：19 ~ -20。值越小，优先级越大，默认为0.

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一般如果我们想降低某个线程被调度的频率，就可以调高它的nice值(越nice，就越不会去争用CPU)。

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进程的 context switch:

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进程上下文切换，是一个极为重要的概念，因为他对性能影响极大。进程的调度，级涉及到进程上下文的切换。上下文切换，是指将进程的所有的信息，从CPU的register中flush到内存中，然后换上其它进程的上下文。频繁的上下文切换，将极大的影响性能。

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CPU中断处理：

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CPU的中断处理是优先级最高的任务之一。中断分为：hard interrupte 和 soft interrupt.

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因为中断发生，就会去运行中断处理程序，也就导致了context switch，所以过多的中断也会导致性能的下降。

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进程的各种状态 state:

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进程的各种状态，一定要搞清楚他们的含义，不然后面进程的 load average(top命令和uptime命令)等各种信息会看不懂。

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1）TASK_RUNNING: In this state, a process is running on a CPU or waiting to run in the queue (run queue).

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