记一次服务端系统性能优化

     首先简单介绍一下业务场景，物联网设备，关注公众号，免费领取环保袋。

    12月8号，也就是昨天上午，突然接到大量客户投诉反馈下单界面点击下单一直在“转圈”，最后超时。紧急排查！

    第一步查看网络，服务器ping值正常，然后查询服务器带宽占用率正常。

    第二步，查看应用服务器负载，很低，基本没问题。

    第三步，重点来了，检查数据库性能。

    show processlist; 发现连接数维持在97-99，怀疑，是否是受到最大连接数限制，导致新的查询在排队，查询得知，最大连接数设置为800，所以排除连接数限制问题。又扫了一眼processlist列表，发现大量耗时很长的查询，初步定位问题。把sql拎出来看一下，发现该查询没有建索引，系统上线时间不长，业务发展迅猛，问题一下子暴露出来，建索引完事。

    索引建完之后，再次检查数据库，发现有很多警告，CPU占用率一直居高不下，高峰期直接100%，这个问题就比较严重了。首先查看了慢查询日志，发现慢查询的时间阈值还停留在10秒，这肯定不行，于是设置为4秒，改为4秒之后发现，依然没有慢查询，再看了一下sql执行情况，高峰期，qps 为1000左右，tps大概40+，比较高了，但读请求明显多于写请求。决定，再次对系统进行优化。

    1. 分析了一下sql执行日志，对一段时间内执行的sql按执行次数进行了一个排序，过了一遍所有的sql，进行了少量优化，但优化空间不大。

    2. 维护设备在线状态的模块，分布在各地的设备每分钟或每30秒会发一个心跳包，心跳包用于维持设备的在线状态，现在规定是5分钟内没有收到心跳包则认为设备离线，收到心跳包后每次都会去更新设备最后心跳时间字段。开始想把设备在线状态维护完全放到redis里面，直接砍掉这部分的数据库IO，后来分析了一下，发现业务不允许，因此查询的时候需要按照设备在线状态来查询。最后解决方案，由于设备每分钟会发送1-2次心跳包，每次都去更新数据库，而业务允许5分钟的掉线状态延迟，因此，利用redis缓存过滤一下，在5分钟内，仅仅更新一次数据库也可以达到同样的效果。最后看了一下优化效果，发现，好像不太理想，首先，因为该update操作本来就执行的很快，资源占用很小，基于看不出CPU占用率曲线有明显变化。

    3. 下一步，继续寻找优化点。接受前面优化的教训，接下来寻找优化的点的时候，从耗时长的操作入手，这样达到的效果应该是最好的。首先把慢查询时间阈值改为2秒，这时，一个新的慢查询sql出现了，就是在每次创建订单时，需要先查询一下该公众号当前已经成功吸粉的数量，因为业务规定达到吸粉数量目标之后需要停止吸粉，这查询操作进行了全表扫描，而且sql没有可优化空间了。但这里很明显可以通过缓存去优化，将公众号当前已吸粉数缓存起来，当订单完结时，对缓存执行+1操作，+1操作如果直接使用redis的incr操作，会有问题：想象一下，缓存过期，这时恰好执行了incr，由于incr当key不存在时，会创建key，并初始化为0再+1，而且该key永不过期，这样就达不到限制吸粉数量的效果了。因此通过lua脚本来进行+1操作，只有当key存在时，才执行+1，代码如下：

local exists = redis.call('exists', KEYS[1]); 
if (exists == 1) then 
    return redis.call('incr', KEYS[1]); 
end 
return nil;

发布之后，再次查看优化效果，震惊，CPU占用率曲线断崖式下跌，从100%掉到了10%以下，至此，本次优化取得圆满成功，又可以撑一段时间了。