用Systemtap探索MySQL

http://www.actionsky.com/docs/archives/168#Systemtap

目录

• 1 Systemtap
• 2 Systemtap 观测点的支持程度
  • 2.1 官方编译的MySQL 5.7.11
  • 2.2 编译MySQL 5.7.11
• 3 Systemtap 使用举例
  • 3.1 Systemtap脚本
  • 3.2 运行
• 4 杂项

Systemtap

MySQL 支持 Dtrace probe, 即提供了一些Dtrace用的有用的观测点(probe). Systemtap同样也可以利用这些观测点, 可以作为一种低成本的观测MySQL的手段.

常用的几种观测点:
1. function, 可以观测函数的访问/返回
2. statement, 可以直接观测源码中的某一行
3. marker, 由源码提供的观测点

日常常用的是function和marker. 尤其是marker, MySQL源码提供的观测点对于学习MySQL行为有所帮助.

Systemtap 观测点的支持程度

官方编译的MySQL 5.7.11

官方编译的MySQL支持function观测点

> stap -L 'process("/opt/mysql-5.7.11-linux-glibc2.5-x86_64/bin/mysqld").function("dispatch_command")'
process("/opt/mysql-5.7.11-linux-glibc2.5-x86_64/bin/mysqld").function("dispatch_command@/export/home/pb2/build/sb_0-17781605-1454370718.35/mysql-5.7.11/sql/sql_parse.cc:1183") $thd:struct THD* $com_data:union COM_DATA const* $command:enum enum_server_command

官方编译的MySQL不支持mark观测点

> stap -v -L 'process("/opt/mysql-5.7.11-linux-glibc2.5-x86_64/bin/mysqld").mark("*")'
Pass 1: parsed user script and 109 library script(s) using 96972virt/38616res/5780shr/32800data kb, in 150usr/10sys/164real ms.
Pass 2: analyzed script: 0 probe(s), 0 function(s), 0 embed(s), 0 global(s) using 97764virt/40340res/6684shr/33592data kb, in 10usr/0sys/4real ms.
Tip: /usr/share/doc/systemtap/README.Debian should help you get started

编译MySQL 5.7.11

在MySQL源码dtrace.cmake中可以找到定义:

 Check if OS supports DTrace
MACRO(CHECK_DTRACE)
 FIND_PROGRAM(DTRACE dtrace)
 MARK_AS_ADVANCED(DTRACE)

 # On FreeBSD, dtrace does not handle userland tracing yet
 IF(DTRACE AND NOT CMAKE_SYSTEM_NAME MATCHES "FreeBSD")
   SET(ENABLE_DTRACE ON CACHE BOOL "Enable dtrace")
 ENDIF()

可知Linux环境下, 只要环境中存在dtrace就会开启ENABLE_DTRACE. 于是装好systemtap-sdt-dev包, 再进行cmake就可以了. 不需要额外的配置选项, 也不需要开启WITH_DEBUG.

(说明: 按照手册, systemtap-sdt-dev中的dtrace用于将file.d文件转成头文件参与编译, 并非真正的dtrace.)

> apt-get install -sdt-dev
> cmake -DBUILD_CONFIG=mysql_release -DDOWNLOAD_BOOST=1 -DDOWNLOAD_BOOST_TIMEOUT=3600 -DWITH_BOOST=/opt/boost -L .

检查cmake的输出变量 (输出经过截断):

...
ENABLE_DTRACE:BOOL=ON
...
WITH_DEBUG:BOOL=OFF
...

ENABLE_DTRACE编译的MySQL支持mark观测点 (输出经过截断)

> stap -L 'process("/usr/local/mysql/bin/mysqld").mark("*")'
process("/usr/local/mysql/bin/mysqld").mark("command__done") $arg1:long
process("/usr/local/mysql/bin/mysqld").mark("command__start") $arg1:long $arg2:long $arg3:long $arg4:long
process("/usr/local/mysql/bin/mysqld").mark("connection__done") $arg1:long $arg2:long
...
process("/usr/local/mysql/bin/mysqld").mark("update__start") $arg1:long

Systemtap 使用举例

举例使用Systemtap的mark观测点, 观测SQL的解析.

Systemtap脚本

global latency
probe process("/usr/local/mysql/bin/mysqld").mark("query__parse__start") {
        printf ("parsing %s\n", user_string($arg1))
        latency[tid()] = gettimeofday_ns()
}

probe process("/usr/local/mysql/bin/mysqld").mark("query__parse__done") {
        printf ("parse latency: %dns\n", gettimeofday_ns() - latency[tid()])
}

运行

此例中, 在Docker 容器中进行systemtap的编译, 再放到生产环境执行, 所以分成编译和执行两步. 也可以直接使用stap执行.

> stap -v /opt/test_mysql_sql_parse.stp -m test_mysql_sql_parse.ko
...

$ sudo staprun -v test_mysql_sql_parse.ko
staprun:insert_module:183 Module test_mysql_sql_parse inserted from file /opt/test_mysql_sql_parse.ko
parsing select @@version_comment limit 1
parse latency: 54094ns
parsing create database test.a(a int)
parse latency: 48596ns

可以看到输出中包含SQL解析的语句和解析时间.

杂项

1. Systemtap的观测成本低, 且成本变高时会自动断开观测, 而不影响被观测程序运行, 因此可以考虑在生产环境作为必杀技使用.
2. 在Docker容器中, 可以观测到kernel probe, 但观测不到同容器的userspace probe. 原因不详.
3. 如果MySQL的路径上有软连接, 则可能无法进行userspace probe, 原因不详