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opengauss教程FG038-openGauss系统级性能调优

教程整理：风哥教程  |  更新时间：2026-04-11  |  教程分类：openGauss教程  |  文档学习：24

内容简介

本篇文章详细介绍openGauss数据库的系统级性能调优，包括操作系统参数调优、硬件配置优化、数据库参数调优以及相关的性能监控和分析方法。风哥教程参考opengauss官方文档性能调优指南和系统管理员手册。

系统级性能调优是数据库性能调优的重要组成部分，它涉及到操作系统、硬件和数据库本身的配置优化。通过本文的学习，您将掌握openGauss系统级性能调优的最佳实践。

本文通过实战案例，详细讲解系统级性能调优的方法和技巧，帮助您在生产环境中高效优化数据库性能。

目录大纲

Part01-基础概念与理论知识

1.1 系统级性能调优概述

系统级性能调优是指通过优化操作系统、硬件和数据库本身的配置，提高数据库系统的整体性能。系统级性能调优的目标是充分利用系统资源，提高数据库的响应速度和吞吐量。

系统级性能调优的主要内容包括：

  • 硬件配置优化
  • 操作系统参数调优
  • 数据库参数调优
  • 存储系统优化
  • 网络配置优化
  • 性能监控与分析

1.2 性能调优的层次

性能调优可以分为多个层次，从底层到上层依次为：

  1. 硬件层：包括CPU、内存、存储、网络等硬件设备的配置和优化
  2. 操作系统层：包括操作系统参数的配置和优化
  3. 数据库层：包括数据库参数的配置和优化
  4. 应用层：包括应用程序的设计和SQL语句的优化

1.3 性能调优的方法

性能调优的方法包括：

  • 基准测试：建立性能基准，用于评估性能调优的效果
  • 性能监控：实时监控系统的性能指标
  • 性能分析：分析性能瓶颈，找出性能问题的根源
  • 参数调优：调整系统参数，优化系统性能
  • 硬件升级：根据性能需求，升级硬件设备
  • 架构优化：优化系统架构，提高系统的可扩展性

Part02-生产环境规划与建议

2.1 硬件配置建议

硬件配置是影响数据库性能的重要因素，以下是硬件配置的建议：

  • CPU：选择多核、高主频的CPU，推荐使用Intel Xeon或AMD EPYC系列处理器
  • 内存：根据数据库大小和并发用户数，配置足够的内存，推荐至少16GB，大型数据库建议32GB以上
  • 存储：使用高速存储设备，如SSD或NVMe，推荐使用RAID 10配置
  • 网络：使用千兆或万兆网络，确保网络带宽充足
  • 服务器：选择性能稳定、可靠性高的服务器

风哥提示：

2.2 操作系统参数建议

操作系统参数对数据库性能有重要影响，以下是操作系统参数的建议：

  • 内核参数：调整内核参数，如文件句柄数、进程数、内存管理等
  • 文件系统：选择合适的文件系统，如XFS或ext4
  • 磁盘调度：调整磁盘调度算法，如deadline或cfq
  • 内存管理：调整内存管理参数，如大页内存、透明大页等
  • 网络参数：调整网络参数，如TCP缓冲区大小、连接数等

2.3 数据库参数建议

数据库参数对数据库性能有直接影响，以下是数据库参数的建议：

  • 内存参数：调整内存分配参数，如shared_buffers、work_mem等
  • 查询参数：调整查询优化参数，如random_page_cost、effective_cache_size等
  • 写入参数：调整写入相关参数，如wal_buffers、synchronous_commit等
  • 连接参数：调整连接相关参数，如max_connections、idle_in_transaction_session_timeout等
  • 统计信息参数：调整统计信息相关参数，如autovacuum相关参数

Part03-生产环境项目实施方案

3.1 硬件配置优化

硬件配置优化的具体实施方案：

  1. CPU优化：
      学习交流加群风哥微信: itpux-com

    • 选择合适的CPU型号和核心数
    • 启用CPU节能模式（根据实际需求）
    • 调整CPU亲和性，将数据库进程绑定到特定CPU核心
  2. 内存优化：
    • 配置足够的内存
    • 启用大页内存
    • 关闭透明大页
    • 调整内存分配参数
  3. 存储优化：
    • 使用高速存储设备
    • 配置RAID 10
    • 调整文件系统参数
    • 使用分区表和表空间
  4. 网络优化：
    • 使用千兆或万兆网络
    • 调整网络参数
    • 使用网络负载均衡

3.2 操作系统参数调优

操作系统参数调优的具体实施方案：

  1. 内核参数调优：
    • 调整文件句柄数：fs.file-max
    • 调整进程数：kernel.pid_max
    • 调整内存管理参数：vm.swappiness、vm.overcommit_memory
    • 调整网络参数：net.core.somaxconn、net.ipv4.tcp_max_syn_backlog

    学习交流加群风哥QQ113257174

  2. 文件系统调优：
    • 选择合适的文件系统：XFS或ext4
    • 调整文件系统挂载参数：noatime、nodiratime
    • 调整文件系统缓存：vm.dirty_background_ratio、vm.dirty_ratio
  3. 磁盘调度调优：
    • 调整磁盘调度算法：deadline或cfq
    • 调整IO调度参数：elevator=

3.3 数据库参数调优

数据库参数调优的具体实施方案：

  1. 内存参数调优：
    • shared_buffers：设置为物理内存的25%
    • work_mem：根据并发数和查询复杂度调整
    • maintenance_work_mem：设置为物理内存的5-10%
    • effective_cache_size：设置为物理内存的50-75%
  2. 查询参数调优：
    • random_page_cost：根据存储类型调整
    • seq_page_cost：根据存储类型调整
    • effective_io_concurrency：根据存储类型调整
  3. 写入参数调优：
    • wal_buffers：设置为16MB或更大
    • synchronous_commit：根据可靠性需求调整
    • checkpoint_completion_target：设置为0.9

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  4. 连接参数调优：
    • max_connections：根据并发用户数调整
    • idle_in_transaction_session_timeout：设置为适当的值

3.4 性能监控与分析

性能监控与分析的具体实施方案：

  1. 监控工具：
    • 使用openGauss自带的监控工具
    • 使用第三方监控工具，如Prometheus、Grafana等
    • 使用操作系统监控工具，如top、vmstat、iostat等
  2. 监控指标：
    • CPU使用率
    • 内存使用率
    • 磁盘IO使用率
    • 网络使用率
    • 数据库连接数
    • 慢SQL执行情况
    • 事务执行情况
  3. 分析方法：
    • 分析慢SQL执行计划
    • 分析系统资源使用情况
    • 分析数据库日志
    • 分析性能基准测试结果

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Part04-生产案例与实战讲解

4.1 硬件配置优化实战

CPU配置优化

# 查看CPU信息
# lscpu

Architecture: x86_64
CPU op-mode(s): 32-bit, 64-bit
Byte Order: Little Endian
CPU(s): 8
On-line CPU(s) list: 0-7
Thread(s) per core: 2
Core(s) per socket: 4
Socket(s): 1
NUMA node(s): 1
Vendor ID: GenuineIntel
CPU family: 6
Model: 142
Model name: Intel(R) Core(TM) i7-8700 CPU @ 3.20GHz
Stepping: 10
CPU MHz: 3192.000
CPU max MHz: 4600.0000
CPU min MHz: 800.0000
BogoMIPS: 6384.00
Virtualization: VT-xfrom DB视频:www.itpux.com
L1d cache: 32K
L1i cache: 32K
L2 cache: 256K
L3 cache: 12288K
NUMA node0 CPU(s): 0-7
Flags: fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush dts acpi mmx fxsr sse sse2 ss ht tm pbe syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc art arch_perfmon pebs bts rep_good nopl xtopology nonstop_tsc cpuid aperfmperf pni pclmulqdq dtes64 monitor ds_cpl vmx est tm2 ssse3 sdbg fma cx16 xtpr pdcm pcid sse4_1 sse4_2 x2apic movbe popcnt tsc_deadline_timer aes xsave avx f16c rdrand lahf_lm abm 3dnowprefetch cpuid_fault epb invpcid_single pti ssbd ibrs ibpb stibp tpr_shadow vnmi flexpriority ept vpid fsgsbase tsc_adjust bmi1 avx2 smep bmi2 erms invpcid mpx rdseed adx smap clflushopt intel_pt xsaveopt xsavec xgetbv1 xsaves dtherm ida arat pln pts hwp hwp_notify hwp_act_window hwp_epp md_clear flush_l1d

内存配置优化

# 查看内存信息
# free -h

total used free shared buff/cache available
Mem: 15G 1.2G 12G 108M 1.8G 13G
Swap: 2.0G 0B 2.0G

4.2 操作系统参数调优实战

内核参数调优

# 编辑sysctl.conf文件
# vi /etc/sysctl.conf

# 最大文件句柄数
fs.file-max = 6815744

# 最大进程数
kernel.pid_max = 65536

# 内存管理
vm.swappiness = 10
vm.overcommit_memory = 0

# 网络参数
net.core.somaxconn = 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000

# 大页内存
vm.nr_hugepages = 4096

# 应用sysctl配置
# sysctl -p

fs.file-max = 6815744
kernel.pid_max = 65536
vm.swappiness = 10
vm.overcommit_memory = 0
net.core.somaxconn = 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000
vm.nr_hugepages = 4096

文件系统调优

# 查看文件系统挂载情况
# mount | grep -E ‘(xfs|ext4)’

/dev/sda1 on /boot type xfs (rw,relatime,seclabel,attr2,inode64,noquota)
/dev/mapper/centos-root on / type xfs (rw,relatime,seclabel,attr2,inode64,noquota)

4.3 数据库参数调优实战

内存参数调优

— 查看当前内存参数
fgedudb=> SHOW shared_buffers;

shared_buffers
—————-
128MB
(1 row)

— 修改内存参数
fgedudb=> ALTER SYSTEM SET shared_buffers = ‘4GB’;
fgedudb=> ALTER SYSTEM SET work_mem = ’32MB’;
fgedudb=> ALTER SYSTEM SET maintenance_work_mem = ‘1GB’;
fgedudb=> ALTER SYSTEM SET effective_cache_size = ’12GB’;

ALTER SYSTEM
ALTER SYSTEM
ALTER SYSTEM
ALTER SYSTEM

查询参数调优

— 修改查询参数
fgedudb=> ALTER SYSTEM SET random_page_cost = 1.1;
fgedudb=> ALTER SYSTEM SET seq_page_cost = 1.0;
fgedudb=> ALTER SYSTEM SET effective_io_concurrency = 200;

ALTER SYSTEM
ALTER SYSTEM
ALTER SYSTEM

写入参数调优

— 修改写入参数
fgedudb=> ALTER SYSTEM SET wal_buffers = ’16MB’;
fgedudb=> ALTER SYSTEM SET synchronous_commit = ‘on’;
fgedudb=> ALTER SYSTEM SET checkpoint_completion_target = 0.9;

ALTER SYSTEM
ALTER SYSTEM
ALTER SYSTEM

4.4 性能监控与分析实战

使用top监控系统资源

# 监控系统资源
# top -c

top – 14:32:45 up 2 days, 4:15, 2 users, load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks: 183 total, 1 running, 182 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni,100.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 16384000 total, 13107200 free, 1048576 used, 2228224 buff/cache
KiB Swap: 2097152 total, 2097152 free, 0 used. 14891008 avail Mem

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1234 opengauss 20 0 2097152 1048576 524288 S 0.0 6.4 0:00.00 postgres: fgedudb fgedu [local] idle
1235 opengauss 20 0 2097152 1048576 524288 S 0.0 6.4 0:00.00 postgres: fgedudb fgedu [local] idle
1236 opengauss 20 0 2097152 1048576 524288 S 0.0 6.4 0:00.00 postgres: fgedudb fgedu [local] idle

使用iostat监控磁盘IO

# 监控磁盘IO
# iostat -x 1

Linux 4.18.0-348.el8.x86_64 (fgedu.net.cn) 01/01/2024 _x86_64_ (8 CPU)

avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00

device r/s w/s rMB/s wMB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
fd0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
sda 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
sdb 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

使用vmstat监控内存和CPU

# 监控内存和CPU
# vmstat 1

procs ———–memory———- —swap– —–io—- -system– ——cpu—– r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st 0 0 0 13107200 1048576 1179648 0 0 0 0 20 30 0 0 100 0 0 0 0 0 13107200 1048576 1179648 0 0 0 0 22 32 0 0 100 0 0 0 0 0 13107200 1048576 1179648 0 0 0 0 21 31 0 0 100 0 0

使用openGauss自带的监控工具

— 查看数据库连接情况
fgedudb=> SELECT count(*) FROM pg_stat_activity;

count
——-
3
(1 row)

— 查看慢SQL
fgedudb=> SELECT * FROM pg_stat_statements ORDER BY total_exec_time DESC LIMIT 10;

userid | dbid | queryid | query | calls | total_exec_time | min_exec_time | max_exec_time | mean_exec_time | stddev_exec_time | rows | shared_blks_hit | shared_blks_read | shared_blks_dirtied | shared_blks_written | local_blks_hit | local_blks_read | local_blks_dirtied | local_blks_written | temp_blks_read | temp_blks_written | blk_read_time | blk_write_time | planning_time | total_plan_time | mean_plan_time | stddev_plan_time
——–+——-+———+——-+——-+—————–+—————+—————+—————–+——————-+——+—————-+—————–+———————+———————-+—————+—————-+———————+———————-+—————-+——————+—————+—————-+—————+—————–+—————–+——————-
10 | 16384 | 1 | SELECT * FROM fgedu_employee WHERE department = ‘技术部’ AND salary > 8000 | 5 | 0.125 | 0.020 | 0.030 | 0.025 | 0.004 | 15 | 120 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.050 | 0.250 | 0.050 | 0
(1 row)

Part05-风哥经验总结与分享

5.1 系统级性能调优最佳实践

  • 硬件配置：选择合适的硬件配置，根据数据库大小和并发用户数调整
  • 操作系统参数：调整操作系统参数，优化系统性能
  • 数据库参数：根据实际需求调整数据库参数
  • 存储优化：使用高速存储设备，配置RAID 10
  • 网络优化：使用千兆或万兆网络，调整网络参数
  • 性能监控：定期监控系统性能，及时发现问题
  • 性能分析：定期分析性能瓶颈，找出问题根源
  • 定期维护：定期进行数据库维护，如VACUUM、ANALYZE等

5.2 常见问题与解决方案

问题 原因 解决方案
CPU使用率高 查询复杂，并发用户数多 优化SQL语句，增加CPU资源
内存使用率高 内存配置不足，查询缓存过大 增加内存，调整内存参数
磁盘IO高 写入操作频繁，存储性能不足 使用高速存储，优化写入参数
网络延迟高 网络带宽不足，网络参数配置不当 增加网络带宽，调整网络参数
查询性能差 SQL语句优化不当，索引设计不合理 优化SQL语句，创建合适的索引

5.3 生产环境使用建议

  • 建立性能基准：在系统上线前，建立性能基准，用于评估性能调优的效果
  • 定期监控：定期监控系统性能，及时发现问题
  • 定期分析：定期分析性能瓶颈，找出问题根源
  • 持续优化：根据业务需求和系统运行情况，持续优化系统性能
  • 备份与恢复：定期备份数据库，确保数据安全
  • 灾备方案：建立灾备方案，确保系统高可用性
  • 培训与知识共享：培训运维人员，共享性能调优经验
  • 文档化：记录性能调优的过程和结果，形成文档

风哥提示：在生产环境中，系统级性能调优是一个持续的过程，需要根据业务需求和系统运行情况不断调整。要定期监控系统性能，及时发现问题，并采取相应的优化措施。同时，要注意系统的稳定性和可靠性，避免过度优化导致系统不稳定。

在进行系统级性能调优时，要关注硬件配置、操作系统参数、数据库参数等多个方面，风哥提示：持续监控和分析是性能调优的关键。

本文由风哥教程整理发布,仅用于学习测试使用,转载注明出处:http://www.fgedu.net.cn/10327.html

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