【信创】 JED on 鲲鹏(ARM) 调优步骤与成果

天马行空笑傲一生

项目背景

基于国家对信创项目的大力推进，为了自主可控的技术发展，基础组件将逐步由国产组件替代，因此从数据库入手，将弹性库JED部署在 国产华为鲲鹏机器上(基于ARM架构)进行调优，与Intel (X86)进行性能对比。
物理机配置

处理器厂商架构设计CPU型号CPU睿频内存频率操作系统华为ARMkunpeng920-7262C128C无3200 MT/s欧拉IntelX86platium-8338C-3rd128C开启3200 MT/scentos 8IntelX86platium-8338C-3rd128C开启3200 MT/scentos 8数据库配置

部署机房廊坊部署方式容器网关配置16C/12G 磁盘:/export:30G数据库架构1个集群，一主一从数据库配置8C/24G 磁盘:/export:512G调优成果

调优前：背景压力50%时，JED on 鲲鹏 读性能是 Intel 的 58%，写性能为68%
调优后: JED on 鲲鹏读性能至 Intel的99%，写性能至 Intel 的 121%，读写混合7:3时达到113% ，TP99和响应时间表现较优，数据库CPU使用率此时均达100%，调优过程中的主要场景与性能数据记录如下：

具体调优流程

1、BIOS优化

需要机房修改，并重启宿主机
预期：CPU prefetching 对数据库性能有影响，需要关闭; Power Policy 开箱即为Performance；Smmu可不关闭

2、宿主机pagesize改大页 4K改为64K

原配置：

页表大小对数据库性能有影响，请确认 x86 和鲲鹏的宿主机系统的页表大小是否一致 更改宿主机操作系统的页表大小需要重新编译内核，不同 OS 上操作有差异，可与运维团队 联系更改

1. rpm -ivh http://storage.jd.local/k8s-node/kernel/5.10-jd_614-arm64/kernel-5.10.0-1.64kb.oe.jd_614.aarch64.rpm --force

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3、宿主机OS内优化

3.1 关闭防火墙

线上机器已关闭，无需修改

1. systemctl status firewalld.service
2. systemctl stop firewalld.service
3. systemctl disable firewalld.service
4. systemctl status firewalld.service

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3.2 网络内核参数优化（宿主机重启后会失效）

读写性能未看到明显提升 不改动

1. echo 1024 >/proc/sys/net/core/somaxconn
2. echo 16777216 >/proc/sys/net/core/rmem_max
3. echo 16777216 >/proc/sys/net/core/wmem_max
4. echo "4096 87380 16777216" >/proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem
5. echo "4096 65536 16777216" >/proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem
6. echo 360000 >/proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog

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3.3 IO参数优化

性能未见提升 不改动

1. echo deadline > /sys/block/nvme0n1/queue/scheduler;
2. echo deadline > /sys/block/nvme1n1/queue/scheduler;
3. echo deadline > /sys/block/nvme2n1/queue/scheduler;
4. echo deadline > /sys/block/nvme3n1/queue/scheduler;
5. echo deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler;
6. echo 2048 > /sys/block/nvme0n1/queue/nr_requests;
7. echo 2048 > /sys/block/nvme1n1/queue/nr_requests;
8. echo 2048 > /sys/block/nvme2n1/queue/nr_requests;
9. echo 2048 > /sys/block/nvme3n1/queue/nr_requests;
10. echo 2048 > /sys/block/sda/queue/nr_requests

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3.4 缓存参数优化

性能未见提升 不改动

1. echo 5 >/proc/sys/vm/dirty_ratio;
2. echo 1 > /proc/sys/vm/swappiness

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3.5 网卡中断绑核

整体方案不落地，但ethxx网卡队列数可修改
ethtool -l ethxxx 查看ethxxx网卡队列数
ethtool -L ethxxx combined 8 ethxxx 网卡队列数需要设成8，和x86一致，修改后性能有提升 （所有流量都是从eth 网卡进去的）。

1. systemctl stop irqbalance
2. systemctl disable irqbalance
4. ethtool -L eth0 combined 1 #将网卡eth0的队列配置为 combined 模式，将所有队列合并为一个。
5. #eth0 修改为实际使用的网卡设备名 这项参数对性能有影响
7. # 查看网卡队列信息
8. ethtool -l ethxxx
10. netdevice=eth0
11. cores=31
12. #查看网卡所属的 NUMANODE
13. cat /sys/class/net/${netdevice}/device/numa_node
14. #查看网卡中断号
15. cat /proc/interrupts | grep $(ethtool -i $netdevice | grep -i bus-info | awk -F ': ' '{print $2}') | awk -F ':' '{print $1}'
16. # 网卡中断绑核
17. for i in `cat /proc/interrupts | grep $(ethtool -i $netdevice | grep -i bus-info | awk -F ': ' '{print $2}')| awk -F ':' '{print $1}'`;do echo ${cores} > /proc/irq/$i/smp_affinity_list;done
18. netdevice=eth0
19. # 查看绑核后的结果
20. for i in `cat /proc/interrupts | grep $(ethtool -i $netdevice | grep -i bus-info | awk -F ': ' '{print $2}')| awk -F ':' '{print $1}'`;do cat /proc/irq/$i/smp_affinity_list;done
22. netdevice=eth1
23. cores=31
24. # 网卡中断绑核
25. for i in `cat /proc/interrupts | grep $(ethtool -i $netdevice | grep -i bus-info | awk -F ': ' '{print $2}')| awk -F ':' '{print $1}'`;do echo ${cores} > /proc/irq/$i/smp_affinity_list;done
27. # 查看绑核后的结果
28. for i in `cat /proc/interrupts | grep $(ethtool -i $netdevice | grep -i bus-info | awk -F ': ' '{print $2}')| awk -F ':' '{print $1}'`;do cat /proc/irq/$i/smp_affinity_list;done

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4、业务容器绑NUMA （升级调度器并部署混部agent）

平台部署前，如果需要测试，可自行修改容器的cgroup配置进行绑核，将CPU与内存与背景压力所在的NUMA隔离。
举例操作如下

1. # 进入业务容器cgroup配置地址
2. cd /sys/fs/cgroup/cpuset/kubepods/burstable/poded***********/7b40a68a************
3. # 停docker，如果重启会重置cgroup配置
4. systemctl stop docker
5. # 压测过程中注意观察配置文件是否生效，如果docker服务会不停重启，可写个小脚本一直停服务或者覆盖写cgroup配置
6. echo 16-23 > cpu.set
7. echo 0 > mem.set

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5、mysql-crc32 软编改成硬编 针对ARM

数据库侧编译，可统一部署

1. cd /mysql-5.7.26
2. git apply crc32-mysql5.7.26.patch

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6、mysqld反馈编译优化

数据库侧编译，可统一部署
需要确认使用openEuler gcc 10.3.1

https://gitee.com/openeuler/A-FOT/wikis/README
环境准备(在测试环境和编译环境执行)

1. git clone https://gitee.com/openeuler/A-FOT.git
2. yum install -y A-FOT (仅支持 openEuler 22.03 LTS)
3. yum -y install perf

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修改配置文件 a-fot.ini(在测试环境和编译环境执行)

1. cd /A-FOT
2. vim ./a-fot.ini # 修改内容如下
3. # 文件和目录请使用绝对路径
4. # 优化模式(AutoFDO、AutoPrefetch、AutoBOLT、Auto_kernel_PGO)(选择 AutoBolt) opt_mode=AutoBOLT
5. # 脚本工作目录(用来编译应用程序/存放 profile、日志，中间过程文件可能会很大，确保有 150G 的空 间)
6. work_path=/pgo-opt
7. # 应用运行脚本路径(空文件占位即可，使用 chmod 777 /root/run.sh 赋予可执行权限) run_script=/root/run.sh
8. # GCC 路径(bin、lib 的父目录，修改成所要使用的 gcc 的目录)
9. gcc_path=/usr
10. # AutoFDO、AutoPrefetch、AutoBOLT
11. # 针对应用的三种优化模式，请填写此部分配置
12. # 应用进程名
13. application_name=mysqld
14. # 二进制安装后可执行文件
15. bin_file=/usr/local/mysql-pgo/bin/mysqld
16. # 应用构建脚本路径(文件内填写源码编译 mysql 的相关命令，   赋予可执行权限)
17. chmod 777 /root/ build.sh
18. build_script=/root/build.sh
19. # 最大二进制启动时间(单位:秒)
20. max_waiting_time=700
21. # Perf 采样时长(单位:秒)(设置采样时间为 10min)
22. perf_time=600
23. # 检测是否优化成功(1=启用，0=禁用) check_success=1
24. # 构建模式 (Bear、Wrapper) build_mode=Wrapper
25. # auto_kernel_PGO
26. # 针对内核的优化模式，请填写此部分配置
27. # 内核 PGO 模式(arc=只启用 arc profile，all=启用完整的 PGO 优化) pgo_mode=all
28. # 执行阶段(1=编译插桩内核阶段，2=编译优化内核阶段) pgo_phase=1
29. # 内核源码目录(不指定则自动下载) kernel_src=/opt/kernel
30. # 内核构建的本地名(将根据阶段添加"-pgoing"或"-pgoed"后缀) kernel_name=kernel
31. # 内核编译选项(请确保选项修改正确合法，不会造成内核编译失败) #CONFIG_...=y
32. # 重启前的时间目录(用于将同一套流程的日志存放在一起)
33. last_time=
34. # 内核源码的 Makefile 地址(用于不自动编译内核的场景) makefile=
35. # 内核配置文件路径(用于不自动编译内核的场景) kernel_config=
36. # 内核生成的原始 profile 目录(用于不自动编译内核的场景) data_dir=

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/root/build.sh (参考内容如下)

1. cd /mysql-8.0.25 rm -rf build mkdir build
2. cd build
3. cmake .. -DBUILD_CONFIG=mysql_release -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql-pgo -
4. DMYSQL_DATADIR=/data/mysql/data -DWITH_BOOST=/mysql-8.0.25/boost/boost_1_73_0 make -j 96
5. make -j 96 install

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反馈编译
1. 第一次编译
可以跳过，直接把 A-FOT 放在有可执行的 mysql 进程 docker 即可
2. 数据采集 （在测试环境执行）
按照如下方式修改/A-FOT/a-fot 文件:对 409，以及 414-416 的函数进行注释

启动mysqld进程，同时压力端开始对mysql发压力，使得mysqld开始处理业务
执行 ./a-fot 屏幕出现如下回显

成功后可以在对应的/pgo-opt 目录下观察到 profile.gcov 文件

打开后为如下内容

3. 手动合入 Profile 进行编译

1. cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql-5.7.26-pgo/ -
2. DMYSQL_DATADIR=/data/mysql/data -DSYSCONFDIR=/usr/local/mysql-5.7.26- pgo/etc -DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1 - DWITH_PERFSCHEMA_STORAGE_ENGINE=1 - DWITH_BLACKH0LE_ST0RAGE_ENGINE=1 -DDEFAULT_CHARSET=utf8 - DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci - DMYSQL_UNIX_ADDR=/data/mysql/tmp/mysql.sock -DENABLED_LOCAL_INFILE=ON -DENABLED_PROFILING=ON - DWITH_DEBUG=0 -DMYSQL_TCP_PORT=3358 - DCMAKE_EXE_LINKER_FLAGS="-ljemalloc" -Wno-dev -DWITH_BOOST=/mysql-5.7.26/boost/boost_1_59_0 -Wno-dev -DCMAKE_CXX_FLAGS="-fbolt-use=Wl,-q" -DCMAKE_CXX_LINK_FLAGS="-Wl,-q"
4. PATH_OF_PROFILE 改成 profile 所在的原始路径

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7、go的版本升级以及反馈编译

数据库相关代理使用go的才需要操作
7.1 升级golang到1.21

7.2 Go PGO优化

1.import pprof 程序的代码中添加 import _ "net/http/pprof"
2.启动程序，进行压力测试

• 压力启动后，执行下面操作，收集 profiling 文件，second 是采集时间，单位是 s curl -o cpu.pprof http://localhost:8080/debug/pprof/profile?seconds=304、根据生成的 cpu.pprof 重新编译二进制 mv cpu.pprof default.pgo 重新编译程序启用 –pgo 选项 go build –pgo=auto
  

关于性能的提升情况，Golang官方给出的数据是：

在Go1.21中，一组具有代表性的Go程序的基准测试表明，使用PGO构建可以提高大约2-7%的性能。

作者：京东零售 朱晨
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来源:https://www.cnblogs.com/jingdongkeji/p/17758995.html
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