記一次生產資料庫“意外”重啟的經歷

本文轉自 | 爪哇筆記

前言

在一個陽光明媚的下午，電腦右下角傳來一片片郵件提醒，同時伴隨著微信釘釘的震動，開啟一看，應用各種出錯，天兔告警，資料庫伺服器記憶體爆紅，MySql 資料庫例項掛掉了。

排查

先交代一下資料庫版本：

mysql> status
--------------
mysql  Ver 14.14 Distrib 5.7.22-22, for Linux (x86_64) using  6.2

Connection id:          59568
Current database:
Current user:           root@localhost
SSL:                    Not in use
Current pager:          stdout
Using outfile:          ''
Using delimiter:        ;
Server version:         5.7.22-22-log Percona Server (GPL), Release 22, Revision f62d93c
Protocol version:       10

崩潰故障排除絕不是一項有趣的任務，特別是如果MySQL沒有報告崩潰的原因。例如，當MySQL記憶體不足時。

資料庫郵件告警提醒發來的訊息：

Type: mysql
Tags: 生產主庫
Host: 172.16.1.66:3306
Level: critical
Item: connect
Value: down
Message: mysql server down

登入 Grafana 監控皮膚，資料庫連線在哪個時間段曾有幅度的增長。

順手檢查一下之前的伺服器郵件監控告警記錄，上一個時間點，記憶體佔用率99%，這說明了資料庫連線的幅度增長，可能是壓垮伺服器的最後一根稻草。

其實導致OOM的直接原因並不複雜，就是因為伺服器記憶體不足，核心需要回收記憶體，回收記憶體就是kill掉伺服器上使用記憶體最多的程式，而MySQL服務可能就是使用記憶體最多，所以就OOM了。

Type: os
Tags: 66資料庫
Host: 172.16.1.66:
Level: critical
Item: memory
Value: 99%
Message: too more memory usage

檢視系統日誌

我們帶著這個疑問來排查一下日誌：

# 檢視日誌
tail -500f  /var/log/messages
# 以下是 oom-killer
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: mysqld invoked oom-killer: gfp_mask=0x201da, order=0, oom_score_adj=0
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: mysqld cpuset=/ mems_allowed=0-1
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: CPU: 2 PID: 895 Comm: mysqld Kdump: loaded Not tainted 3.10.0-862.3.2.el7.x86_64 #1
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: Hardware name: Huawei RH1288 V3/BC11HGSC0, BIOS 3.22 05/16/2016

小夥伴們繼續往下看：

0 pages HighMem/MovableOnly
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: 291281 pages reserved
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ pid ]   uid  tgid total_vm      rss nr_ptes swapents oom_score_adj name
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [  468]     0   468    28271     4326      62       55             0 systemd-journal
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [  490]     0   490    11492        2      24      553         -1000 systemd-udevd
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [  787]     0   787    13877       18      27       96         -1000 auditd
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [  810]    81   810    14552       81      34       89          -900 dbus-daemon
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [  815]     0   815    55956        1      60      466             0 abrtd
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [  816]     0   816    55327        9      64      346             0 abrt-watch-log
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [  818]     0   818   121607      220      90      495             0 NetworkManager
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [  822]     0   822     5415       49      16       33             0 irqbalance
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [  823]   997   823   134634       97      60     1306             0 polkitd
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [  825]     0   825     6594       42      20       41             0 systemd-logind
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [  830]     0   830    31578       28      21      139             0 crond
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [  839]     0   839    27522        2      10       31             0 agetty
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 1142]     0  1142   143454      114      97     2672             0 tuned
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 1144]     0  1144    28203       11      59      246         -1000 sshd
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 1145]     0  1145    97438      694     103      328             0 rsyslogd
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 1369]     0  1369    22526       20      44      256             0 master
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 1371]    89  1371    22596       32      46      251             0 qmgr
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 5140]     0  5140     5102     1617      15      239             0 mysqld_exporter
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 9430]     0  9430    55966      378      62      790             0 snmpd
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [30320]    27 30320 22951376 13928375   43437  8163662             0 mysqld
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [  688]    89   688    22552      271      46        0             0 pickup
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: Out of memory: Kill process 30320 (mysqld) score 984 or sacrifice child
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: Killed process 30320 (mysqld) total-vm:91805504kB, anon-rss:55713500kB, file-rss:0kB, shmem-rss:0kB
Nov 27 14:56:00 itstyledb1 systemd: mysqld.service: main process exited, code=killed, status=9/KILL
Nov 27 14:56:00 itstyledb1 systemd: Unit mysqld.service entered failed state.
Nov 27 14:56:00 itstyledb1 systemd: mysqld.service failed.
Nov 27 14:56:00 itstyledb1 systemd: mysqld.service holdoff time over, scheduling restart.
Nov 27 14:56:01 itstyledb1 systemd: Starting MySQL Server...

當out of memory發生時，outofmemory函式會選擇一個核心認為犯有分配過多記憶體 “罪行”的程式，並殺死該程式。顯然 Mysql 就是哪個“罪人”。

隨後 MySql 會自動重啟。重啟以後，記憶體是下來了，但是臨近下班的時候，差不多又又又佔滿了。

[root@itstyledb1 ~]# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:          55803       54976         241          10         585         349
Swap:         32064       25036        7028

找到MySql程式，執行以下top -p pid，記憶體使用52.4g

PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
935 mysql     20   0   79.7g  52.4g   7336 S   0.3 96.1 255:44.76 mysqld

計算記憶體使用

1)檢視MySQL全域性佔用多少記憶體

SELECT (@@innodb_buffer_pool_size
+@@innodb_log_buffer_size
+@@key_buffer_size) / 1024 /1024 AS MEMORY_MB;

查詢結果為：

+----------------+
| MEMORY_MB      |
+----------------+
| 20512.00000000 |
+----------------+

2）檢視performance_schema佔用多少記憶體

SELECT SUBSTRING_INDEX(event_name,'/',2) AS
       code_area, sys.format_bytes(SUM(current_alloc))
       AS current_alloc
       FROM sys.x$memory_global_by_current_bytes
       GROUP BY SUBSTRING_INDEX(event_name,'/',2)
       ORDER BY SUM(current_alloc) DESC;

查詢結果為：

+---------------------------+---------------+
| code_area                 | current_alloc |
+---------------------------+---------------+
| memory/performance_schema | 349.80 MiB    |
+---------------------------+---------------+

3）檢視每個執行緒佔用多少記憶體

SELECT ( ( @@read_buffer_size
+ @@read_rnd_buffer_size
+ @@sort_buffer_size
+ @@join_buffer_size
+ @@binlog_cache_size
+ @@thread_stack
+ @@max_allowed_packet
+ @@net_buffer_length )
) / (1024*1024) AS MEMORY_MB;

查詢結果為：

+-----------+
| MEMORY_MB |
+-----------+
|   87.5156 |
+-----------+

檢視當前執行緒

show full processlist

最終結果為：

+-----------+
| MEMORY_MB |
+-----------+
| 87.5156*37|
+-----------+

4）檢視 memory 儲存引擎佔用多少記憶體

SELECT SUM(max_data_length)/1024/1024 AS MEMORY_MB FROM information_schema.tables WHERE ENGINE='memory';

查詢結果為：

+---------------+
| MEMORY_MB     |
+---------------+
| 3857.37713909 |
+---------------+

以上四項加起來差不多也就27975MB，差不錯28G的樣子，但是 MySql 程式顯示佔用了52.4G，那麼剩下24.4G去哪了？

執行緒池

此執行緒池非彼連線池，其實兩者是有很大區別的，連線池一般在客戶端設定，而執行緒池是在DB伺服器上配置；另外連線池可以取到避免了連線頻繁建立和銷燬，但是無法取到控制MySQL活動執行緒數的目標，在高併發場景下，無法取到保護DB的作用。比較好的方式是將連線池和執行緒池結合起來使用。

關於執行緒池的一些引數：

mysql> show variables like 'thread%';
+-------------------------------+---------------------------+
| Variable_name                 | Value                     |
+-------------------------------+---------------------------+
| thread_handling               | one-thread-per-connection |
| thread_pool_high_prio_mode    | transactions              |
| thread_pool_high_prio_tickets | 4294967295                |
| thread_pool_idle_timeout      | 60                        |
| thread_pool_max_threads       | 100000                    |
| thread_pool_oversubscribe     | 3                         |
| thread_pool_size              | 12                        |
| thread_pool_stall_limit       | 500                       |
+-------------------------------+---------------------------+

thread_handling：

該引數是配置執行緒模型，預設情況是one-thread-per-connection，也就是不啟用執行緒池。將該引數設定為pool-of-threads即啟用了執行緒池。

threadpoolsize：

該引數是設定執行緒池的Group的數量，預設為系統CPU的個數，充分利用CPU資源。

threadpooloversubscribe：

該引數設定group中的最大執行緒數，每個group的最大執行緒數為threadpooloversubscribe+1，注意listener執行緒不包含在內。

threadpoolhighpriomode：

高優先順序佇列的控制引數，有三個值（transactions/statements/none），預設是transactions，三個值的含義如下：

• transactions：對於已經啟動事務的語句放到高優先順序佇列中，不過還取決於後面的threadpoolhighpriotickets引數

• statements：這個模式所有的語句都會放到高優先順序佇列中，不會使用到低優先順序佇列

• none：這個模式不使用高優先順序佇列

threadpoolhighpriotickets：

該引數控制每個連線最多語序多少次被放入高優先順序佇列中，預設為4294967295，注意這個引數只有在threadpoolhighpriomode為transactions的時候才有效果。

threadpoolidle_timeout：

worker執行緒最大空閒時間，預設為60秒，超過限制後會退出。

threadpoolmax_threads：

該引數用來限制執行緒池最大的執行緒數，超過該限制後將無法再建立更多的執行緒，預設為100000。

threadpoolstall_limit：

該引數設定timer執行緒的檢測group是否異常的時間間隔，預設為500ms。

最終配置如下：

#thread pool
thread_handling=pool-of-threads
#Group的數量，預設為系統CPU的個數，充分利用CPU資源
thread_pool_size=24
#每個group的最大執行緒數為thread_pool_oversubscribe+1
thread_pool_oversubscribe=3
performance_schema=off
#extra connection，防止執行緒池滿的情況下無法登入MySQL
extra_max_connections = 8
extra_port = 33333

備註：執行緒池在Percona,MariaDB,Oracle MySQL企業版中提供，Oracle MySQL社群版並不提供。

執行緒池貌似並不會直接導致記憶體不回收，網上有說同時開啟Thread pool和PS會出現記憶體洩露，但是 目前Percona server 5.7.21-20+版本已經修復了這個問題，顯然是不存在的。

慢查詢

由於是生產環境，這個問題拖得時間有點長，那麼慢查詢會不會影響記憶體使用問題呢？帶著這個問題，檢視了慢查詢後臺列表，在資料庫奔潰的前一個時間段，的確有不少慢查詢語句。但是這並不能在一定程度上說明問題，由於伺服器的 MySql 服務在殺死之前，記憶體已經見底，此時連線數並不多，也就三四十來個左右，大多處於休眠狀態，並且此時已經佔用了大部分的Swap空間。也就是說，在資源有限的情況下必定會出現不少慢查詢語句。

小結

其實這個"意外"一點也不意外，其實已經發生了多次了。但是還是做個小結吧，因為最終沒有確認問題出現在哪裡，所以還是釋出了吧，萬一有專業的DBA遇到類似的問題還可以小小的解惑一下。

參考

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/memory-use.html

https://www.percona.com/blog/2018/06/28/what-to-do-when-mysql-runs-out-of-memory-troubleshooting-guide/

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/thread-pool-tuning.html