Db2性能:操作系统CPU高问题分析的一些思路

  1. 如何判断CPU高?

有很多操作系统的命令可以看出来,比如ps -elf,iostat, vmstat, top/topas,

  1. 收集数据

CPU高分为usr高和sys高,前者表示系统在执行应用代码,一般需要应用(比如Db2)来查原因。后者表示系统在执行kernal code,一般需要OS工程师协助分析。

  1. sys CPU

如果是%sys CPU高,这意味着系统在执行kernel code,这种情况下需要操作系统工程师一块支持,来从操作系统层面收集数据,例如:

AIX:
1) OS trace — perfpmr.sh

Solaris:
1) dtrace script

Linux:
1) systemTap 工具
2) 如果能确定是Db2进程导致的,则收集db2sysc进程的strace -c 数据。

Db2:

Db2层面也可以收集一些数据,Db2导致的sys CPU高时,往往伴随着很多的latch,所以建议收集db2pd -latch和db2pd -stack的数据。

  1. usr CPU

如果是%usr CPU高,一般意味着系统正在执行应用的代码,很大可能是Db2执行的SQL语句导致的。需要找到占用CPU较多的SQL语句,看看在执行什么操作:

B1. 可以通过mon_get_pkg_cache_stmt找到占用CPU较多的动态SQL语句
db2 “select TOTAL_CPU_TIME/NUM_EXEC_WITH_METRICS as AVG_CPU_TIME, NUM_EXEC_WITH_METRICS, substr(STMT_TEXT,1,100) as STMT_TEXT from table( mon_get_pkg_cache_stmt (null, null,null,null)) as T where T.NUM_EXEC_WITH_METRICS <> 0 order by AVG_CPU_TIME DESC”

如果是routine占用了较多的CPU,比如存储过程,可以参考下面的链接:
调查routine的高 CPU 占用率
https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/zh/SSEPGG_10.5.0/com.ibm.db2.luw.admin.mon.doc/doc/t0060667.html

B2. 可以通过db2pd -edus interval=120 来收集120秒之内每个edu占用的CPU时间,结合其他的信息,比如db2pd -eve、application snapshot的输出,来看一下edu对应的应用,以及应用执行的SQL语句是什么,针对这些SQL语句来优化。

SQL语句使用CPU较多的原因,简单说几个
–频繁地扫描环境池中的表、join操作、排序操作都会使用较多的CPU。
–获取锁和释放锁的过程,也要用较多的CPU。

对于如何解决,一般就是调优SQL了,比如通过建立适当的索引来避免表扫描、当需要锁较多时而对并发性要求不高时,直接在整个表上加锁、不需要那么多数据的时候使用fetch first xxx rows only等。这里不做阐述(因为我也不擅长),有兴趣的可以看参考资料。

  1. 一个示例

环境db2 10.5.0.5, suse linux 11

问题:%usr CPU高,大约95%,db2sysc进程使用的最多

数据收集:
在问题出现期间,收集了以下数据:

vmstat 1 10 > vmstat.1
ps -elf > pself.1
ps aux > psaux.1
iostat 1 10 > iostat.1

db2pd -eve > db2pd_eve.out
db2pd -edus interval=120 > db2pd_edu_120.out
db2pd -stack all

db2 GET SNAPSHOT FOR APPLICATIONS ON <db_name> GLOBAL > applications.log
db2 GET SNAPSHOT FOR DATABASE ON <db_name> GLOBAL > DB.log
db2 get snapshot for all on <db_name> > dbsnap

数据分析:

3.1

iostat 输出显示 user CPU 很高.

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

89.42    0.01    4.55    1.89    0.00    4.12

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

94.41    0.00    5.59    0.00    0.00    0.00

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

95.42    0.00    4.58    0.00    0.00    0.00

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

94.67    0.00    5.33    0.00    0.00    0.00

3.2

ps aux的输出显示db2sysc进程使用了最多的CPU

USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND

root         1  0.0  0.0  10540   884 ?        Ss   Oct15   0:01 init [5]

root         2  0.0  0.0      0     0 ?        S    Oct15   0:00 [kthreadd]

root      7065  0.0  0.2 1029412 75296 ?       Sl   Oct15   0:00 db2wdog 0 [db2inst1]

db2inst1  7067 1127 69.2 29760484 22761184 ?   Sl   Oct15 13895:25 db2sysc 0

root      7069  0.0  0.1 1035728 47704 ?       S    Oct15   0:02 db2ckpwd 0

root      7070  0.0  0.1 1035728 47632 ?       S    Oct15   0:02 db2ckpwd 0

root      7071  0.0  0.1 1035728 47632 ?       S    Oct15   0:02 db2ckpwd 0

db2inst1  7079  0.0  0.1 502756 41276 ?        S    Oct15   0:00 db2vend (PD Vendor Process – 1) 0

db2inst1  7089  0.0  0.1 592156 33260 ?        Sl   Oct15   0:22 db2acd 0 ,0,0,0,1,0,0,0,0000,1,0,995bc4,14,1e014,2,0,1,41fc0,0x210000000,0x210000000,1600000,c8010,2,128021

root     27022 50.0  0.0   4940   972 pts/1    R+   13:59   0:00 ps aux

root     27499  0.0  0.0      0     0 ?        S    12:06   0:00 [kworker/9:0]

patrol   27604  0.0  0.0  11300  1048 ?        Ss   Oct15   0:00 /bin/bash

patrol   27605  0.0  0.0  11300  1052 ?        Ss   Oct15   0:00 /bin/bash

root     28654  0.0  0.0      0     0 ?        S    Oct15   0:01 [kworker/8:1]

 

3.3

db2pd_edu_120.out 输出按照对EDU按照占用的CPU时间排序

  1. Database Member 0 — Active — Up 0 days 21:21:14 — Date 2017-10-16-14.48.37.897471
  2. List of all EDUs for database member 0
  3. db2sysc PID: 7067
  4. db2wdog PID: 7065
  5. db2acd PID: 7089
  6. EDU ID TID                  Kernel TID           EDU Name                               USR (s)         SYS (s)        USR DELTA    SYS DELTA
  • ========================================================================================================================================
  • 110 140354128963328 28988                db2agent (SAMPLE) 0                590000   478.060000   42.250000     1.080000
  • 85 140354313512704 16300                db2agent (SAMPLE) 0                440000   454.140000   40.980000     0.900000
  • 87 140354531616512 16316                db2agent (SAMPLE) 0                870000   446.600000   40.830000     0.850000
  • 122 140353910859520 348                  db2agent (SAMPLE) 0                420000   430.300000   40.600000     1.000000
  • 88 140354514839296 16324                db2agent (SAMPLE) 0                550000   443.450000   40.640000     0.900000
  • 91 140354464507648 16327                db2agent (SAMPLE) 0                210000   438.320000   40.660000     0.880000
  • 114 140354061854464 13529                db2agent (SAMPLE) 0                820000   436.550000   40.540000     0.900000
  • 79 140354900715264 8439                 db2agent (SAMPLE) 0                830000   450.830000   40.540000     0.840000
  • 108 140354162517760 21738                db2agent (SAMPLE) 0                730000   450.920000   40.430000     0.920000
  • 106 140354196072192 21722                db2agent (SAMPLE) 0                360000   445.650000   40.440000     0.900000
  • 119 140353961191168 21841                db2agent (SAMPLE) 0                160000   427.530000   40.450000     0.850000
  • 80 140354883938048 16295                db2agent (SAMPLE) 0                770000   443.420000   40.270000     1.020000
  • 115 140353776641792 15710                db2agent (SAMPLE) 0                610000   435.050000   40.340000     0.920000
  • 111 140354112186112 29588                db2agent (SAMPLE) 0                810000   446.610000   40.340000     0.900000
  • 117 140353994745600 16907                db2agent (SAMPLE) 0                840000   433.260000   40.330000     0.910000
  • 109 140354145740544 28987                db2agent (SAMPLE) 0                250000   450.080000   40.220000     1.010000
  • 84 140354816829184 16299                db2agent (SAMPLE) 0                960000   443.260000   40.250000     0.980000
  • 112 140354095408896 6654                 db2agent (SAMPLE) 0                780000   445.550000   40.270000     0.920000
  • 118 140353977968384 18404                db2agent (SAMPLE) 0                640000   419.450000   39.990000     0.960000
  • 78 140354917492480 8433                 db2agent (SAMPLE) 0                590000   442.670000   39.970000     0.930000
  • 121 140353927636736 23958                db2agent (SAMPLE) 0                700000   427.340000   39.910000     0.970000
  • 116 140354011522816 15711                db2agent (SAMPLE) 0                390000   437.080000   39.990000     0.870000
  • 81 140354867160832 16296                db2agent (SAMPLE) 0                230000   448.500000   39.830000     1.020000
  • 104 140354229626624 19731                db2agent (SAMPLE) 0                980000   450.790000   39.910000     0.920000
  • 123 140353894082304 1767                 db2agent (SAMPLE) 0                450000   423.550000   39.840000     0.930000
  • 113 140354078631680 7525                 db2agent (SAMPLE) 0                950000   437.310000   39.740000     0.870000
  • 124 140353877305088 2185                 db2agent (SAMPLE) 0                260000   423.640000   39.640000     0.910000

 

3.4

这里以EDU ID 110为例子,可以通过db2pd_eve.out找到其执行的SQL语句(这里可能不准确,因为抓取的是当前正在执行的SQL, 推荐结合mon_get_pkg_cache_stmt的输出)

  1. Dynamic SQL Statements:
  2. Address AnchID StmtUID    NumEnv     NumVar     NumRef
  3. NumExe Text
  4. 0x00007FAC67B6C640 740 1          1          1          41         41
  5. select * from TEST1 where KPICODE like ‘2222|!|!|%’ order
  6. by DCTIME desc fetch first 20 rows only with ur

 

3.5 

Application SNAPSHOT显示sort、rows read都非常高

Application Snapshot

 

Application handle                         = 109

Application status                         = UOW Executing

..

Rows inserted                              = 12335

Rows updated                               = 0

Rows selected                              = 25680

Rows read                                  = 175961810541

Rows written                               = 12335

..

Total sorts                                = 1284

..

 

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