011.MongoDB性能监控

一 MongoDB 监控

1.1 监控概述

MongoDB自带了mongostat 和 mongotop 这两个命令来监控MongoDB的运行情况。这两个命令用于处理MongoDB数据库变慢等等问题非常有用，能详细的统计MongoDB当前的状态信息。除此之外，还可以用db.serverStatus()、db.stats()、开启profile功能通过查看日志进行监控分析。

1.2 模拟插入数据

[root@client ~]# mongo --host 172.24.8.71 -u admin -p admin
> use admin
> db.grantRolesToUser( "admin",[{ role: "dbOwner",db:"mydb" }])
> for(i=1;i<=50000;i++){db.user.insert({"id":i,"name":"jack"+i})}

 

二 相关命令

2.1 mongostat 命令

mongostat是mongodb自带的状态检测工具，在命令行下使用。它会间隔固定时间获取mongodb的当前运行状态，并输出。捕捉并返回各种类型（如插入、 查询、 更新、 删除等）数据库操作的统计。 相关输出解释：

inserts/s		#每秒插入次数
query/s		#每秒查询次数
update/s		#每秒更新次数
delete/s		#每秒删除次数
getmore/s		#每秒执行getmore次数
command/s		#每秒的命令数，比以上插入、查找、更新、删除的综合还多，还统计了别的命令
dirty		#仅仅针对WiredTiger引擎，脏数据字节的缓存百分比
used		#仅仅针对WiredTiger引擎，正在使用中的缓存百分比
flushs/s		#每秒执行fsync将数据写入硬盘的次数。

  注意：flushs一般都是0，间断性会是1，通过计算两个1之间的间隔时间，可以大致了解多长时间flush一次。flush开销较大，如果频繁的flush，可能存在异常。

mapped/s		#所有的被mmap的数据量，单位是MB，
vsize		#虚拟内存使用量，单位MB
res			#物理内存使用量，单位MB
faults/s		#每秒访问失败数（只有Linux有），数据被交换出物理内存，放到swap。不要超过100，否则就是机器内存太小，造成频繁swap写入。此时要升级内存或者扩展
locked %		#被锁的时间百分比，尽量控制在50%以下吧
idx miss %		#索引不命中所占百分比。如果太高的话就要考虑索引是不是少了
q t|r|w		#当Mongodb接收到太多的命令而数据库被锁住无法执行完成，它会将命令加入队列。这一栏显示了总共、读、写3个队列的长度，都为0的话表示mongo毫无压力。高并发时，一般队列值会升高。
qr			#客户端等待从MongoDB实例读数据的队列长度
qw			#客户端等待从MongoDB实例写入数据的队列长度
ar			#执行读操作的活跃客户端数量
aw			#执行写操作的活客户端数量

  注意：如果这两个数值很大，即DB的处理速度不及请求速度。可能存在开销很大的慢查询。如果查询一切正常，确实是负载很大，可能是资源不够。

conn			#当前连接数，是qr,qw,ar,aw的总和
time			#时间戳
net_in			#MongoDB实例的网络进流量
net_out			#MongoDB实例的网络出流量

  注意：MongoDB为每一个连接创建一个线程，线程的创建与释放也会有开销，所以尽量要适当配置连接数的启动参数，maxIncomingConnections建议在5000以下，基本满足多数场景。 示例：

[root@client ~]# mongo --host 172.24.8.71 -u admin -p admin
> use admin
> db.grantRolesToUser( "admin",[{ role: "clusterMonitor",db:"admin" }])
[root@client ~]# mongostat -h 172.24.8.71 -u admin -p admin --authenticationDatabase admin --discover -n 30 3

  参数说明 -discover：提供集群中所有节点的状态； -n 30 3：表示输出30次，每次休眠3秒钟。

2.2 mongotop 命令

mongotop也是mongodb下的一个内置工具，mongotop提供了一个方法，用来跟踪一个MongoDB的实例，查看哪些大量的时间花费在读取和写入数据。 追踪并报告MongoDB实例当前的读取和写入活动，而且是基于每个集合报告这些统计数据。提供每个集合的水平的统计数据。默认情况下，mongotop返回值的每一秒。 相关输出解释：

ns			        #数据库命名空间，后者结合了数据库名称和集合。
db			        #数据库的名称。名为 . 的数据库针对全局锁定，而非特定数据库。
total			#mongod在这个命令空间上花费的总时间。
read			#在这个命令空间上mongod执行读操作花费的时间。
write			#在这个命名空间上mongod进行写操作花费的时间。

  示例：

[root@client ~]# mongotop -h 172.24.8.71 -u admin -p admin --authenticationDatabase admin -n 30 3

参数说明

-n 30 3：表示输出30次，每次休眠3秒钟。

2.3 profile

mongodb慢查询检查，Profiler默认为关闭状态，可以选择全部开启，或者有慢查询的时候开启。 相关输出解释：

ts			        #时间戳
info			#具体的操作
millis			#操作所花时间，毫秒
[root@client ~]# mongo --host 172.24.8.71 -u admin -p admin
> use mydb
> db.setProfilingLevel(2)	#开启profile
{ "was" : 2, "slowms" : 100, "sampleRate" : 1, "ok" : 1 }
> db.getProfilingLevel()
2
> use mydb
switched to db mydb
> db.system.profile.find().sort({$natural:-1}).pretty()	#查看Profile日志
> db.system.profile.count()				#查看系统中的慢查询数量
6

  注意：profile操作必须连接mongod进程，而mongos无法执行此类操作； 造成满查询可能是索引的问题，也可能是数据不在内存造成因此磁盘读入造成。 更多慢查询操作见官方文档：https://docs.mongodb.com/manual/tutorial/manage-the-database-profiler/

2.4 serverStatus

serverStatus命令，或mongo shell中的db.serverStatus()返回数据库状态的总览，具体包括磁盘使用状况、内存使用状况、连接、日志和可用的索引。此命令迅速返回，并不会影响MongoDB性能。

> use mydb
> db.serverStatus()					#只显示部分内容
{
"uptime" : 21.0,					#表示此实例进程已激活的总时间，单位是秒
"localTime" : ISODate("2017-07-09T05:28:17.007Z"),	#表示实例所在服务器的当前时间
"globalLock" : {
"totalTime" : NumberLong(20935000),		#数据库启动后运行的总时间，单位是微秒
"currentQueue" : {				#表示因为锁引起读写队列数
"total" : 0,
"readers" : 0,				#等待读锁的操作数
"writers" : 0				#等待写锁的操作数
},
"activeClients" : {				#连接的激活客户端写操作的总数
"total" : 10,
"readers" : 0,				#激活客户端读操作数
"writers" : 0				#激活客户端写操作数
}
},
"mem" : {					#表示当前内存使用情况
"bits" : 64,				#mongod运行的目标机器的架构
"resident" : 96,				#当前被使用的物理内存总量，单位MB
"virtual" : 271,				#MongoDB进程映射的虚拟内存大小，单位MB
"supported" : true,				#表示系统是否支持可扩展内存
"mapped" : 0,				#映射数据文件所使用的内存大小，单位MB
"mappedWithJournal" : 0			#映射journaling所使用的内存大小，单位MB
},
}

  关键输出： connections：当前连接和可用连接数，设个一个合理值，当到达这个值mongodb就拒绝新的连接请求，避免连接太多而影响性能。 indexCounters：btree:misses 索引的不命中数，和hits的比例高就要考虑索引是否正确建立。

2.5 db.stats()、db.c.stats()

MongoDB数据文件状态指标命令: db.stats(), db.c.stats()，查看文件大小，存储空间大小等。返回一份针对存储使用情况和数据卷的文档，dbStats显示了存储的使用量、包含在数据库中的数据的总量以及对象、集合和索引计数器。 示例：

> use mydb
> db.stats()
{
"db" : "mydb",				#当前数据库
"collections" : 2,				#集合数量
"views" : 0,
"objects" : 50007,				#对象（记录）数量
"avgObjSize" : 53.88963545103685,		#对象平均大小
"dataSize" : 2694859,			#所有数据总大小
"storageSize" : 917504,			#数据占磁盘大小
"numExtents" : 0,				#所有集合占用的区间总数
"indexes" : 1,				#索引数
"indexSize" : 491520,			#索引大小
"fsUsedSize" : 2733277184,
"fsTotalSize" : 27375431680,
"ok" : 1
}

  提示：MongoDB数据库磁盘占用大小=storageSize+indexes，压缩比=dataSize/storageSize。

2.6 db.collection.stats()

在集合级别上提供类似dbStats的统计数据，包括集合中对象的计数、集合的大小、集合占用的硬盘空间总量以及集合索引的相关信息。

> use mydb
switched to db mydb
> db.user.stats()

 

2.7 db.currentOp()

通常Mongodb的命令一般很快就完成，但是在一台繁忙的机器或者有比较慢的命令时，可以通过db.currentOp()获取当前正在执行的操作。

> db.currentOp()

提示：若发现一个操作太长，导致数据库卡死，可以使用db.killOp("110752")杀死。

2.8 rs.status()

MongoDB副本集状态指标命令。 相关输出解释：

分段	说明
set	当前副本集名称
date	执行命令时间
myState	当前节点的状态(角色)
syncingTo	同步源
heartbeatIntervalMillis	心跳间隔
members	节点成员
members.id	成员编号
members.name	成员名称
members.heath	健康状态，1-true,0-false
members.state	成员状态(角色)1-主节点 2-备节点 7-仲裁节点
members.stateStr	成员状态名
members.uptime	成员启动运行时长
members.optime	成员oplog时间戳(字段ts)
members.optimeDate	成员oplog时间(格式化)
members.lastHeartbeat	当前节点对成员的最后一个心跳
members.lastHeartbeatRecv	当前节点收到该成员的最后一个心跳
members.pingMs	当前节点到该成员的回路时长
members.syncingTo	成员同步源
members.electionTime	主节点选举时间戳(ms)
members.electionDate	主节点选举时间(格式化)

1. 检查每个成员的state/stateStr确认是否正常；

提示：state状态字段解释可参考官方：https://docs.mongodb.com/manual/reference/replica-states/或https://yq.aliyun.com/articles/405274。

1. 检查每个成员的optimeDate差异，查看复制延迟；
2. 检查lastHeartbeat、pingMs值排查网络延迟问题

使用db.printReplicationInfo()输出节点oplog信息，可在主备节点输出对比

configured oplog size:   20480MB
log length start to end: 589911secs (163.86hrs)
oplog first event time:  Tue Apr 03 2018 19:37:14 GMT+0800
oplog last event time:   Tue Apr 10 2018 15:29:05 GMT+0800
now:                     Tue Apr 10 2018 15:30:18 GMT+0800

  主节点使用db.printSlaveReplicationInfo()可输出备节点的同步信息

source: 135.177.126.24:10001
syncedTo: Tue Apr 10 2018 15:32:45 GMT+0800
0 secs (0 hrs) behind the primary

 

三 motop监控工具

3.1 motop安装

motop是mongodb实时监控工具，可以同时对多个MongoDB服务器进行监控，同时显示当前操作。 语法格式： motop [-h] [-u USERNAME] [-p PASSWORD] [-c CONF] [-V] [-K AUTOKILLSECONDS] [host [host ...]] 开源项目地址：项目地址：https://github.com/tart/motop

[root@client ~]# yum -y install pymongo				#安装以来
[root@client ~]# curl https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py -o get-pip.py
[root@client ~]# python get-pip.py
[root@client ~]# yum -y install git
[root@client ~]# pip install git+https://github.com/tart/motop.git

 

3.2 motop操作

q：退出 p：暂停 e：解释查询 k：使用“mongo”执行杀死操作 K：使用“mongo”执行杀死比给定秒数更早的操作 r：尝试重新连接到已断开连接的服务器 R：尝试重新连接到所有服务器

3.3 配置

配置文件：/etc/motop.conf，可以有多个配置段，每一节都可以包含以下参数。

address：服务器的地址（必需）
username：登陆用户名
password：登陆用户密码
status：显示状态（默认开启）
replicationInfo：显示复制状态（默认值：开启）
replicaSet：显示副本集的状态（默认值：开启）
operations：显示操作（默认值：开启）
replicationOperations：不断展现主和从的复制操作（默认值：开启）
“DEFAULT”：是特殊的部分，参数可以在本节中设置为默认值。

 

3.4 监控

[root@client ~]# motop -h				#查看帮助
[root@client ~]# vi /etc/motop.conf
[MongoDB01]
address=172.24.8.71
username=admin
password=admin
replicationInfo=off

[MongoDB02]
address=172.24.8.72
username=admin
password=admin
replicationInfo=off

 

四 影响性能相关因素

4.1 锁

MongoDB用一个锁确保数据的一致性。但如果某种操作时间运行，其他请求和操作将不得不等待这个锁，导致系统性能降低。为了验证是否由于锁降低了性能，可以坚持serverStatus输出的globalLock部分的数据。如果参数globalLock.currentQueue.total的值一直较大，说明系统中有许多请求在等待锁，同时表明并发问题影响了系统的性能。

4.2 内存

MongoDB通过内存映射数据文件，如果数据集很大，MongoDB将占用所有可用的系统内存。正式由于内存映射机制将内存的管理交给操作系统来完成，简化了MongoDB的内存管理，提高了数据库系统的性能，但是由于不能确定数据集的大小，需要多少内存也是个未知数。 通过serverStatus输出的关于内存使用状态方面的数据，我们能够深入地了解内存使用情况。检查参数mem.resident的值，如果超过了系统内存量并且还有大量的数据文件在磁盘上，表明内存过小。检查mem.mapped的值，如果这个值大于系统内存量，那么针对数据库的一些读操作将会引起操作系统的缺页操作，内存的换入换出将会降低系统的性能。

4.3 连接数

有时候，客户端的连接数超过了MongoDB数据库服务器处理请求的能力，这也会降低系统的性能。可以通过serverStatus输出的关于连接数方面的参数进一步分析。参数globalLock.activeClients表示当前正在进行读写操作客户端的连接数，current表示当前客户端到数据库实例的连接数，available表示可用连接数。对于读操作大的应用程序，我们可以增加复制集成员数，将读操作分发到secondary节点上，对于写操作大的应用程序，可以通过部署分片集群来分发写操作。

五 Web图形界面

5.1 开启Web

从3.6版本后废弃了web界面，基于安全性考虑官方不推荐开启http。3.6之前的版本可参考官方方法开启： https://docs.mongodb.com/v3.2/reference/configuration-options/   参考链接： https://www.cnblogs.com/littleatp/p/8419647.html https://blog.csdn.net/Chen_Victor/article/details/74855050