CPU使用率高的原因和解決方法

問(wèn)題原因

應用提交查詢(xún)操作或數據修改操作時(shí)，系統需要執行大量的邏輯讀操作，其中邏輯IO包含執行查詢(xún)所需訪(fǎng)問(wèn)表的數據行數。所以系統需要消耗大量的CPU資源以維護從存儲系統讀取到內存中的數據一致性。

說(shuō)明：
大量行鎖沖突、行鎖等待或后臺任務(wù)也有可能會(huì )導致實(shí)例的CPU使用率過(guò)高，但這些情況出現的概率非常低，本文不做討論。

解決方案

對于因應用負載高導致CPU使用率高的狀況，使用SQL進(jìn)行優(yōu)化的余地不大，建議您從應用架構、實(shí)例規格等方面來(lái)處理問(wèn)題。

• 升級實(shí)例規格，增加CPU資源。
• 增加只讀實(shí)例，將對數據一致性不敏感的查詢(xún)（比如商品種類(lèi)查詢(xún)、列車(chē)車(chē)次查詢(xún)）轉移到只讀實(shí)例上，分擔主實(shí)例壓力，詳情請參見(jiàn)讀寫(xiě)分離。
• 使用億速云云數據庫Memcache或者云數據庫Redis，盡量從緩存中獲取常用的查詢(xún)結果，減輕RDS實(shí)例的壓力。
• 定期歸檔歷史數據、采用分庫分表或者分區的方式減小查詢(xún)訪(fǎng)問(wèn)的數據量。盡量?jì)?yōu)化查詢(xún)，減少查詢(xún)的執行成本，提高應用可擴展性。

更多信息

系統資源算法

下文通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)化的模型來(lái)說(shuō)明系統資源、語(yǔ)句執行成本以及QPS（Query Per Second 每秒執行的查詢(xún)數）之間的關(guān)系。

• 條件：應用模型恒定，即應用沒(méi)有修改。
• avg_lgc_io：執行每條查詢(xún)需要的平均邏輯IO。
• total_lgc_io：實(shí)例的CPU資源在單位時(shí)間內能夠處理的邏輯IO總量。
• 關(guān)系公式：total_lgc_io = avg_lgc_io × QPS即單位時(shí)間CPU資源 = 查詢(xún)執行的平均成本 × 單位時(shí)間執行的查詢(xún)數量。

避免出現CPU使用率達到100%的原則

• 設置CPU使用率告警，實(shí)例CPU使用率保證一定的冗余度。
• 應用設計和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，要考慮查詢(xún)的優(yōu)化，遵守MySQL優(yōu)化的一般優(yōu)化原則，降低查詢(xún)的邏輯IO，提高應用可擴展性。
• 新功能、新模塊上線(xiàn)前，要使用生產(chǎn)環(huán)境數據進(jìn)行壓力測試。
• 新功能、新模塊上線(xiàn)前，建議使用生產(chǎn)環(huán)境數據進(jìn)行回歸測試。