背景:
平台的某个数据库上面有近千个连接,每个连接对应一个爬虫,爬虫将爬来的数据放到cdb里供后期分析查询使用。前段时间经常出现cdb查询缓慢,cpu占有率高的现象。通过show processlist后发现,大量的连接卡在了执行INSERT ... ON DUPLICATE KEY UPDATE这样的语句上面。难道并发执行INSERT ... ON DUPLICATE KEY UPDATE会导致cpu负荷直线上升吗,下面我们做一个实验。
实验:
先创建一张表TestA:
- CREATE TABLE `TestA` (
- `id` int(11) NOT NULL,
- `num` int(1) DEFAULT NULL,
- PRIMARY KEY (`id`)
- ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
再编写一个压测测试脚本,分别在并发为1、2、5、10,20,50,100,125,200的情况下测试执行1000次 INSERT INTO TestA VALUES (1,1) ON DUPLICATE KEY UPDATE num=num+1语句。
- import gevent,time
- from gevent import monkey
- gevent.monkey.patch_socket()
- import pymysql
- total=1000
- def TestSql(num):
- start=time.time()
- def goodquery(sql,i):
- db = pymysql.connect(host = 'localhost', user = 'root',passwd='root', db= 'test',autocommit=True)
- cursor = db.cursor()
- cnt=total/num
- sqlsql=sql.format(thread_id=i)
- for i in xrange(cnt):
- cursor.execute(sql)
- cursor.close()
- db.close()
- sql='INSERT INTO `TestA` VALUES (1,1) ON DUPLICATE KEY UPDATE num=num+1;'
- jobs = [gevent.spawn(goodquery, sql,i) for i in range(num)]
- gevent.joinall(jobs)
- res= time.time()-start
- return res
- sample=[1,2,5,10,20,50,100,125,200]
- x=[TestSql(x) for x in sample]
- print x
运行结果如下图,随着并发数的增加执行sql语句耗时呈现先下降后增加的趋势,与之相对应的是cpu使用率随着并发数增加不断增加。可以看出,当并发数大于一定125的时候,系统发生了雪崩,性能急剧下降。而在图上没有标出来的是,当并发数大于200的时候,mysql直接返回了Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction错误,已经无法正常执行语句了。
分析:
通过perf来分析造成上述雪崩的原因,发现是卡在了lock_rec_get_prev函数上面。
INSERT INTO TestA VALUES (1,1) ON DUPLICATE KEY UPDATE num=num+1 这个语句先在表TestA中找到是否存在id=1的行,因为id是主键,所以很快就定位到这一行上面。接下来需要执行update操作,在执行update之前需要获取该行的X锁。由于大量的连接都在执行这个操作,因此在抢夺行锁上产生了大量的竞争,因为行锁的分配也涉及了自旋锁。很多连接就卡在了自旋锁上面,白白的消耗了cpu资源。
解决方案:
其实最好的解决方案就是不要将这些爬虫直接连到mysql上面,通过一个中间层维护一个mysql的连接池,这样既能满足实际业务需求,也不会造成死锁。当然对于这个具体场景也是有简单的优化方案的。造成死锁的原因是大量连接对行锁进行争夺。既然这个行锁是性能瓶颈,那我们可以通过增加行锁来减少争夺的成本。
我们稍微改造一下表结构,添加一个联合主键(id、thread_id),每个连接都执行 INSERT INTO TestBVALUES (1,{thread_id},1) ON DUPLICATE KEY UPDATE num=num+1。这样每个连接都有了属于自己的行锁,不会互相争夺而产生死锁了。最后只需要执行一下sum就可以获取最终结果了。
- CREATE TABLE `TestB` (
- `id` int(11) NOT NULL,
- `thread_id` int(11) NOT NULL,
- `num` int(1) DEFAULT NULL,
- PRIMARY KEY (`id`,`thread_id`)
- ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
压测测试结果如图,随着连接数的增加,耗时减少至稳定,cpu使用率增加至稳定。