RAID存储架构初步介绍
MySQL运行过程中，它需要使用CPU、内存、磁盘和网卡这些硬件，但是不能直接使用，都是通过调用操作系统提供的接口，依托于操作系统来使用和运行的，然后linux操作系统负责操作底层的硬件。所以之前我们简单介绍了linux操作系统层面的存储系统的原理，接着我们来聊聊存储硬件。
一般来说，很多数据库部署在机器上的时候，存储都是搭建的RAID存储架构。简单来说，RAID就是一个磁盘冗余阵列，什么意思呢？
假设我们的服务器里的磁盘就一块，那万一一块磁盘的容量不够怎么办？此时是不是就可以再搞几块磁盘出来放在服务器里，现在多了几块磁盘，机器里有很多块磁盘不好管理了，怎么在多块磁盘上存放数据呢？所以就是针对这个问题，引入RAID这个技术，大致理解为用来管理机器里的多块磁盘的一种磁盘阵列技术。有了它以后，你再往磁盘里读写数据的时候，它会告诉你应该在哪块磁盘上读写数据。
除此之外，RAID技术很重要的一个作用，就是还可以实现数据冗余机制。假设你现在写入了一批数据在RAID中的一块磁盘上，然后这块磁盘现在坏了，无法读取了，那数据岂不是就丢失了？所以有的RAID磁盘冗余阵列技术里，可以把你写入的同样一份数据，在两块磁盘上都写入，这样可以让两块磁盘上的数据一样，作为冗余备份。当一块磁盘坏掉的时候，可以从另外一块磁盘读取冗余数据出来。所以RAID技术实际上就是管理多块磁盘的一种磁盘阵列技术，他有软件层面的东西，也有硬件层面的东西，比如有RAID卡这种硬件设备。
服务器使用多块磁盘组成RAID阵列的时候，一般会有一个RAID卡，这个RAID卡是带有一个缓存的，这个缓存不是直接用我们的服务器的主内存的那种模式，它是一种跟内存类似的SDRAM，当然，可以大致认为它也是基于内存来存储的吧。
然后我们可以把RAID的缓存模式设置为write back，这样的话，所有写入到磁盘阵列的数据先会缓存在RAID卡的缓存里，后续慢慢再写入到磁盘阵列里去，这种写缓冲机制，可以大幅度提升我们的数据库磁盘写的性能，我们看下图：
raid1.jpg
现在有一个问题，假设突然断电了，或者服务器故障关闭了，那么是不是这个RAID卡的缓存里的数据会突然丢失？那MySQL写入磁盘的数据不就没有了吗？
RAID存储架构的电池充放电原理
上面我们提出了一个问题，它的解决方案是什么呢？那就是RAID卡一般都配置有自己独立的锂电池或者是电容，如果服务器突然断电了，无法接通电源了，RAID卡自己是基于锂电池来供电运行的，然后它会赶紧把缓存里的数据写入到阵列中的磁盘上去。
但是锂电池是存在性能衰减问题的，所以一般来说锂电池都是要配置定时充放电的。这可以延长锂电池的寿命和校准电池容量。确保服务器断电之后，保证有足够的电量，把缓存里的数据一次性写回磁盘上去。
所以在锂电池充放电的过程中，RAID的缓存级别会从write back变长write through，我们通过RAID写数据的时候，IO就直接写磁盘了，如果写内存的话，性能也就是0.1ms这个级别，但是直接写磁盘，性能可能会退化10倍左右。所以一旦遇到RAID锂电池自动充放电，往往会导致数据库服务器的RAID存储定期的出现性能抖动
案例分享
1、数据库无法连接故障定位，Too many connections
我们来看一个大家会经常遇到的一个数据库故障，就是数据库无法连接的问题。大家会看到异常信息往往是“ERROR 1040(HY000): Too many connections”，这个问题就是说数据库连接池里有太多的连接了，不能再建立新的连接了。
我们之前讲过数据库的整体架构原理，数据库自己有一个连接池，每个系统部署在一台机器上的时候，那台机器上部署 的系统实例/服务实例自己也有一个连接池，你的系统每个连接Socket都会对应着数据库连接池里的一个连接Socket，这就是TCP网络连接，如下图所示：
sql4.jpg
所以当数据库告诉你Too many connections的时候，就是说它的连接池已经满了，你的业务系统不能跟它建立更多连接了。我们看一个案例，java系统部署在2台机器上，java系统设置的连接池的最大大小是200，两台服务器最多建立400个连接。这个时候MySQL报异常说Too many connections，说明目前MySQL无法建立400个网络连接。于是检查了一下MySQL的配置文件my.cnf，里面有一个关键的参数是max_connections，就是MySQL能建立的最大连接数，设置的是800 。那为什么建立400个连接都不行呢？这个时候我们可以用命令行或者一些管理工具登录到MySQL去，执行下面的命令看一下：
show variables like 'max_connections'
此时可以看到，当前MySQL仅仅只是建立了214个连接而已，我们设置的max_connections参数根本没起作用，这是为什么呢？简单来说，就是因为底层的linux操作系统把进程可以打开的文件句柄数限制为了1024了，导致MySQL最大连接数是214 。那怎么解决这个问题？我们执行下面这个命令就可以了：
ulimit -HSn 65535
然后可以用如下命令检查最大文件句柄数是否被修改了：
cat /etc/security/limits.conf
cat /etc/rc.local
如果都修改好之后，可以重启服务器，然后重启MySQL，这样的话，linux的最大文件句柄就会生效，MySQL的最大连接数也会生效。
这个linux的ulimit命令是干什么用的呢？linux默认会限制每个进程对机器资源的使用，包括可以打开的文件句柄的限制，可以打开的子进程数的限制，网络缓存的限制，最大可以锁定的内存大小。因为linux操作系统设计的初衷，就是要尽量避免某个进程一下子耗尽机器上的所有资源，所以它默认都是会做限制的。
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