如何使用 bcc 工具觀測 MySQL 延遲-愛可生

作者：劉安

愛可生測試團隊成員，主要負責 TXLE 開源項目相關測試任務，擅長 Python 自動化測試開發，最近醉心於 Linux 性能分析優化的相關知識。

本文來源：原創投稿

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最近在極客時間上學習《Linux 性能優化實戰》，接觸到了基於 eBPF 的 BCC 軟件包。今天來分享一下 bcc 軟件包中用來觀測 MySQL 的幾個工具。

1. 什麼是 BPF 和 eBPF

• BPF = Berkeley Packet Filterhttps://en.wikipedia.org/wiki/BerkeleyPacketFilter
• BPF 是類 Unix 系統上數據鏈路層的一種原始接口，提供原始鏈路層封包的收發
• BPF 支持過濾數據包——用戶態的進程可以提供一個過濾程序來聲明它想收到哪些數據包
• 從 3.18 版本開始，Linux 內核提供了一種擴展的 BPF 虛擬機，被稱為“extended BPF“，簡稱為 eBPF。它能夠被用於非網絡相關的功能，比如附在不同的 tracepoints 上，從而獲取當前內核運行的許多信息

實際上 tcpdump 使用的 libpcap 就是基於 BPF 的。而接下來我們要介紹的基於 eBPF 的 bcc 軟件包可以簡單的理解為過濾內核運行信息的 "tcpdump"。

以下是一張 BPF 的工作流程圖：

2. 什麼是 bcc

• Bcc 的開源項目：https://github.com/iovisor/bcc
• eBPF 虛擬機使用的是類似於彙編語言的指令，對於程序編寫來說直接使用難度非常大。bcc 提供了一個名為 bcc 的 python 庫，簡化了 eBPF 應用的開發過程
• Bcc 收集了大量現成的 eBPF 程序可以直接拿來使用，可以通過以下工具分佈圖感受一下

3. 安裝 bcc

<code>
 Ubuntusudo apt-key adv --keyserver keyserver.ubuntu.com --recv-keys 4052245BD4284CDDecho 
"deb https://repo.iovisor.org/apt/
$(lsb_release -cs)
 
$(lsb_release -cs)
 main"
 | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/iovisor.listsudo apt-get updatesudo apt-get install bcc-tools libbcc-examples linux-headers-$(uname -r)
export
 PATH=
$PATH
:/usr/share/bcc/tools
/<code>

以 CentOS 7.7 的系統為例，安裝後的工具集如下：

<code>[root@liuan tools]/<code>

4. 使用 bcc 工具觀測 MySQL：

1）dbstat

功能：將 MySQL/PostgreSQL 的查詢延遲彙總為直方圖

語法：

<code>
dbstat
 
[-h]
 
[-v]
  
[-p [PID [PID ...]
]] 
[-m THRESHOLD]
 
[-u]
 
[-i INTERVAL]
              {
mysql
,
postgres
}/<code>

選項：

<code>{
mysql
,
postgres
}                           # 觀測哪種數據庫
-h
, 
--help
                                 # 顯示幫助然後退出
-v
, 
--verbose
                              # 顯示
BPF
程序
-p
 
[PID [PID ...]
], 
--pid
 
[PID [PID ...]
]  # 要觀測的進程號，空格分隔
-m
 
THRESHOLD
, 
--threshold
 
THRESHOLD
        # 只統計查詢延遲比此閾值高的 
-u
, 
--microseconds
                         # 以微秒為時間單位來顯示延遲(默認單位：毫秒)
-i
 
INTERVAL
, 
--interval
 
INTERVAL
           # 打印摘要的時間間隔(單位：秒)/<code>

示例：

<code># 使用 sysbench 在被觀測數據庫上執行 select[root@liuan tools]# dbstat mysql -p `pidof mysqld` -uTracing database queries 
for
 pids 
3350
 slower than 
0
 ms...^C[
14
:
42
:
26
]     query latency (us)  : count     distribution         
0
 -> 
1
          : 
0
        |                                        |         
2
 -> 
3
          : 
0
        |                                        |         
4
 -> 
7
          : 
0
        |                                        |          
8
 -> 
15
         : 
0
        |                                        |        
16
 -> 
31
         : 
0
        |                                        |        
32
 -> 
63
         : 
0
        |                                        |        
64
 -> 
127
        : 
0
        |                                        |       
128
 -> 
255
        : 
0
        |                                        |       
256
 -> 
511
        : 
0
        |                                        |       
512
 -> 
1023
       : 
491612
   |****************************************|      
1024
 -> 
2047
       : 
46152
    |****                                    |      
2048
 ->  
4095
       : 
261
      |                                        |      
4096
 -> 
8191
       : 
1
        |                                        |      
8192
 -> 
16383
      : 
3
        |                                        |/<code>

2）dbslower

功能：跟蹤 MySQL/PostgreSQL 的查詢時間高於閾值

語法：

<code>
dbslower
 
[-h]
 
[-v]
 
[-p [PID [PID ...]
]] 
[-x PATH]
 
[-m THRESHOLD]
                 {
mysql
,
postgres
}/<code>

參數：

<code> {mysql,postgres}                           # 觀測哪種數據庫 -h, --help                                 # 顯示幫助然後退出 -v, --verbose                              # 顯示BPF程序 - 
p
 
[PID [PID ...]
], --pid 
[PID [PID ...]
]  # 要觀測的進程號，空格分隔 -m THRESHOLD, --threshold THRESHOLD        # 只統計查詢延遲比此閾值高的 -x PATH, --exe PATH                        # 數據庫二進制文件的位置/<code>

示例：

<code> /<code>

5. 使用限制

• bcc 基於 eBPF 開發（需要 Linux 3.15 及更高版本）。bcc 使用的大部分內容都需要 Linux 4.1 及更高版本。
• "bcc.usdt.USDTException: failed to enable probe 'query__start'; a possible cause can be that the probe requires a pid to enable" 需要 MySQL 具備 Dtrace tracepoint。