前言
在一个阳光明媚的下午，电脑右下角传来一片片邮件提醒，同时伴随着微信钉钉的震动，打开一看，应用各种出错，天兔告警，数据库服务器内存爆红，Mysql数据库实例挂掉了。
排查
先交代一下数据库版本：
mysql> status
--------------
mysql Ver 14.14 Distrib 5.7.22-22, for Linux (x86_64) using 6.2
Connection id: 59568
Current database:
Current user: root@localhost
SSL: Not in use
Current pager: stdout
Using outfile: ''
Using delimiter: ;
Server version: 5.7.22-22-log Percona Server (GPL), Release 22, Revision f62d93c
Protocol version: 10
崩溃故障排除绝不是一项有趣的任务，特别是如果MySQL没有报告崩溃的原因。例如，当MySQL内存不足时。
数据库邮件告警提醒发来的消息：
Type: mysql
Tags: 生产主库
Host: 172.16.1.66:3306
Level: critical
Item: connect
Value: down
Message: mysql server down
登录 Grafana 监控面板，数据库连接在哪个时间段曾有幅度的增长。
顺手检查一下之前的服务器邮件监控告警记录，上一个时间点，内存占用率99%，这说明了数据库连接的幅度增长，可能是压垮服务器的最后一根稻草。
其实导致OOM的直接原因并不复杂，就是因为服务器内存不足，内核需要回收内存，回收内存就是kill掉服务器上使用内存最多的程序，而MySQL服务可能就是使用内存最多，所以就OOM了。
Type: os
Tags: 66数据库
Host: 172.16.1.66:
Level: critical
Item: memory
Value: 99%
Message: too more memory usage
查看系统日志
我们带着这个疑问来排查一下日志：
# 查看日志
tail -500f /var/log/messages
# 以下是 oom-killer
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: mysqld invoked oom-killer: gfp_mask=0x201da, order=0, oom_score_adj=0
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: mysqld cpuset=/ mems_allowed=0-1
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: CPU: 2 PID: 895 Comm: mysqld Kdump: loaded Not tainted 3.10.0-862.3.2.el7.x86_64 #1
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: Hardware name: Huawei RH1288 V3/BC11HGSC0, BIOS 3.22 05/16/2016
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: Call Trace:
小伙伴们继续往下看：
0 pages HighMem/MovableOnly
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: 291281 pages reserved
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ pid ] uid tgid total_vm rss nr_ptes swapents oom_score_adj name
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 468] 0 468 28271 4326 62 55 0 systemd-journal
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 490] 0 490 11492 2 24 553 -1000 systemd-udevd
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 787] 0 787 13877 18 27 96 -1000 auditd
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 810] 81 810 14552 81 34 89 -900 dbus-daemon
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 815] 0 815 55956 1 60 466 0 abrtd
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 816] 0 816 55327 9 64 346 0 abrt-watch-log
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 818] 0 818 121607 220 90 495 0 NetworkManager
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 822] 0 822 5415 49 16 33 0 irqbalance
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 823] 997 823 134634 97 60 1306 0 polkitd
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 825] 0 825 6594 42 20 41 0 systemd-logind
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 830] 0 830 31578 28 21 139 0 crond
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 839] 0 839 27522 2 10 31 0 agetty
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 1142] 0 1142 143454 114 97 2672 0 tuned
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 1144] 0 1144 28203 11 59 246 -1000 sshd
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 1145] 0 1145 97438 694 103 328 0 rsyslogd
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 1369] 0 1369 22526 20 44 256 0 master
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 1371] 89 1371 22596 32 46 251 0 qmgr
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 5140] 0 5140 5102 1617 15 239 0 mysqld_exporter
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 9430] 0 9430 55966 378 62 790 0 snmpd
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [30320] 27 30320 22951376 13928375 43437 8163662 0 mysqld
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: [ 688] 89 688 22552 271 46 0 0 pickup
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: Out of memory: Kill process 30320 (mysqld) score 984 or sacrifice child
Nov 27 14:55:48 itstyledb1 kernel: Killed process 30320 (mysqld) total-vm:91805504kB, anon-rss:55713500kB, file-rss:0kB, shmem-rss:0kB
Nov 27 14:56:00 itstyledb1 systemd: mysqld.service: main process exited, code=killed, status=9/KILL
Nov 27 14:56:00 itstyledb1 systemd: Unit mysqld.service entered failed state.
Nov 27 14:56:00 itstyledb1 systemd: mysqld.service failed.
Nov 27 14:56:00 itstyledb1 systemd: mysqld.service holdoff time over, scheduling restart.
Nov 27 14:56:01 itstyledb1 systemd: Starting MySQL Server...
当out of memory发生时，out_of_memory函数会选择一个内核认为犯有分配过多内存 “罪行”的进程，并杀死该进程。显然 Mysql 就是哪个“罪人”。
随后 MySql 会自动重启。重启以后，内存是下来了，但是临近下班的时候，差不多又又又占满了。
[root@itstyledb1 ~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 55803 54976 241 10 585 349
Swap: 32064 25036 7028
找到MySql进程，执行以下top -p pid，内存使用52.4g
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
935 mysql 20 0 79.7g 52.4g 7336 S 0.3 96.1 255:44.76 mysqld
计算内存使用
1)查看MySQL全局占用多少内存
SELECT (@@innodb_buffer_pool_size
+@@innodb_log_buffer_size
+@@key_buffer_size) / 1024 /1024 AS MEMORY_MB;
查询结果为：
+----------------+
| MEMORY_MB |
+----------------+
| 20512.00000000 |
+----------------+
2）查看performance_schema占用多少内存
SELECT SUBSTRING_INDEX(event_name,'/',2) AS
code_area, sys.format_bytes(SUM(current_alloc))
AS current_alloc
FROM sys.x$memory_global_by_current_bytes
GROUP BY SUBSTRING_INDEX(event_name,'/',2)
ORDER BY SUM(current_alloc) DESC;
查询结果为：
+---------------------------+---------------+
| code_area | current_alloc |
+---------------------------+---------------+
| memory/performance_schema | 349.80 MiB |
+---------------------------+---------------+
3）查看每个线程占用多少内存
SELECT ( ( @@read_buffer_size
+ @@read_rnd_buffer_size
+ @@sort_buffer_size
+ @@join_buffer_size
+ @@binlog_cache_size
+ @@thread_stack
+ @@max_allowed_packet
+ @@net_buffer_length )
) / (1024*1024) AS MEMORY_MB;
查询结果为：
+-----------+
| MEMORY_MB |
+-----------+
| 87.5156 |
+-----------+
查看当前线程
show full processlist
最终结果为：
+-----------+
| MEMORY_MB |
+-----------+
| 87.5156*37|
+-----------+
4）查看 memory 存储引擎占用多少内存
SELECT SUM(max_data_length)/1024/1024 AS MEMORY_MB FROM information_schema.tables WHERE ENGINE='memory';
查询结果为：
+---------------+
| MEMORY_MB |
+---------------+
| 3857.37713909 |
+---------------+
以上四项加起来差不多也就27975MB，差不错28G的样子，但是 MySql 进程显示占用了52.4G，那么剩下24.4G去哪了？
线程池
此线程池非彼连接池，其实两者是有很大区别的，连接池一般在客户端设置，而线程池是在DB服务器上配置；另外连接池可以取到避免了连接频繁创建和销毁，但是无法取到控制MySQL活动线程数的目标，在高并发场景下，无法取到保护DB的作用。比较好的方式是将连接池和线程池结合起来使用。
关于线程池的一些参数：
mysql> show variables like 'thread%';
+-------------------------------+---------------------------+
| Variable_name | Value |
+-------------------------------+---------------------------+
| thread_handling | one-thread-per-connection |
| thread_pool_high_prio_mode | transactions |
| thread_pool_high_prio_tickets | 4294967295 |
| thread_pool_idle_timeout | 60 |
| thread_pool_max_threads | 100000 |
| thread_pool_oversubscribe | 3 |
| thread_pool_size | 12 |
| thread_pool_stall_limit | 500 |
+-------------------------------+---------------------------+
thread_handling：
该参数是配置线程模型，默认情况是one-thread-per-connection，也就是不启用线程池。将该参数设置为pool-of-threads即启用了线程池。
thread_pool_size：
该参数是设置线程池的Group的数量，默认为系统CPU的个数，充分利用CPU资源。
thread_pool_oversubscribe：
该参数设置group中的最大线程数，每个group的最大线程数为thread_pool_oversubscribe+1，注意listener线程不包含在内。
thread_pool_high_prio_mode：
高优先级队列的控制参数，有三个值（transactions/statements/none），默认是transactions，三个值的含义如下：
transactions：对于已经启动事务的语句放到高优先级队列中，不过还取决于后面的thread_pool_high_prio_tickets参数
statements：这个模式所有的语句都会放到高优先级队列中，不会使用到低优先级队列
none：这个模式不使用高优先级队列
thread_pool_high_prio_tickets：
该参数控制每个连接最多语序多少次被放入高优先级队列中，默认为4294967295，注意这个参数只有在thread_pool_high_prio_mode为transactions的时候才有效果。
thread_pool_idle_timeout：
worker线程最大空闲时间，默认为60秒，超过限制后会退出。
thread_pool_max_threads：
该参数用来限制线程池最大的线程数，超过该限制后将无法再创建更多的线程，默认为100000。
thread_pool_stall_limit：
该参数设置timer线程的检测group是否异常的时间间隔，默认为500ms。
最终配置如下：
#thread pool
thread_handling=pool-of-threads
#Group的数量，默认为系统CPU的个数，充分利用CPU资源
thread_pool_size=24
#每个group的最大线程数为thread_pool_oversubscribe+1
thread_pool_oversubscribe=3
performance_schema=off
#extra connection，防止线程池满的情况下无法登录MySQL
extra_max_connections = 8
extra_port = 33333
备注：线程池在Percona,MariaDB,Oracle MySQL企业版中提供，Oracle MySQL社区版并不提供。
线程池貌似并不会直接导致内存不回收，网上有说同时开启Thread pool和PS会出现内存泄露，但是
目前Percona server 5.7.21-20+版本已经修复了这个问题，显然是不存在的。
慢查询
由于是生产环境，这个问题拖得时间有点长，那么慢查询会不会影响内存使用问题呢？带着这个问题，查看了慢查询后台列表，在数据库奔溃的前一个时间段，的确有不少慢查询语句。但是这并不能在一定程度上说明问题，由于服务器的 MySql 服务在杀死之前，内存已经见底，此时连接数并不多，也就三四十来个左右，大多处于休眠状态，并且此时已经占用了大部分的Swap空间。也就是说，在资源有限的情况下必定会出现不少慢查询语句。
小结
其实这个"意外"一点也不意外，其实已经发生了多次了。但是还是做个小结吧，因为最终没有确认问题出现在哪里，所以还是发布了吧，万一有专业的DBA遇到类似的问题还可以小小的解惑一下。
参考
https://bugs.mysql.com/bug.php?id=91861
https://bugs.mysql.com/bug.php?id=91710
https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/memory-use.html
https://www.percona.com/blog/2018/06/28/what-to-do-when-mysql-runs-out-of-memory-troubleshooting-guide/
https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/thread-pool-tuning.html
