CPU使用率高问题排查
操作场景
使用文档数据库服务时，如果您的CPU使用率达到80%，则认为CPU存在瓶颈。此时，会导致数据读写处理缓慢，从而影响业务正常运行。
本章节帮助您分析数据库正在执行的请求和数据库慢请求，经过分析优化后，使得数据库的查询相对合理，所有的请求都高效使用了索引，从而排查文档数据库服务CPU使用率高的问题。
操作步骤
分析DDS数据库正在执行的请求
- 通过Mongo Shell连接DDS实例。 未开通公网访问的实例，具体请参见：
- 执行以下命令，查看数据库当前正在执行的操作。
回显如下：
{ "raw" : { "shard0001" : { "inprog" : [ { "desc" : "StatisticsCollector", "threadId" : "140323686905600", "active" : true, "opid" : 9037713, "op" : "none", "ns" : "", "query" : { }, "numYields" : 0, "locks" : { }, "waitingForLock" : false, "lockStats" : { } }, { "desc" : "conn2607", "threadId" : "140323415066368", "connectionId" : 2607, "client" : "172.16.36.87:37804", "appName" : "MongoDB Shell", "active" : true, "opid" : 9039588, "secs_running" : 0, "microsecs_running" : NumberLong(63), "op" : "command", "ns" : "admin.", "query" : { "currentOp" : 1 }, "numYields" : 0, "locks" : { }, "waitingForLock" : false, "lockStats" : { } } ], "ok" : 1 }, ... }
- client：发起请求的客户端。
- opid：操作的唯一标识符。
- secs_running：该操作已经执行的时间，单位：秒。如果该字段返回的值特别大，需要查看请求是否合理。
- microsecs_running：该操作已经执行的时间，单位：微秒。如果该字段返回的值特别大，需要查看请求是否合理。
- op：操作类型。通常是query、insert、update、delete、command中的一种。
- ns：操作目标集合。
- 其他参数详见db.currentOp()命令官方文档。
- 根据命令执行结果，分析是否有异常耗时的请求正在执行。
如果业务日常运行的CPU使用率不高，由于执行某一操作使得CPU使用率过高，导致业务运行缓慢，该场景下，您需要关注执行耗时久的请求。
如果发现异常请求，您可以找到该请求对应的opid，执行db.killOp(opid)命令终止该请求。
分析DDS数据库的慢请求
DDS支持在控制台上查看慢日志信息，针对慢日志中过长的操作需要从执行最慢的操作入手，逐个进行优化。
- 分析慢请求日志，查找CPU使用率升高的原因。
下面是某个慢请求日志示例，可查看到该请求进行了全表扫描，扫描了1561632个文档，没有通过索引进行查询。
{ "op" : "query", "ns" : "taiyiDatabase.taiyiTables$10002e", "query" : { "find" : "taiyiTables", "filter" : { "filed19" : NumberLong("852605039766") }, "shardVersion" : [ Timestamp(1, 1048673), ObjectId("5da43185267ad9c374a72fd5") ], "chunkId" : "10002e" }, "keysExamined" : 0, "docsExamined" : 1561632, "cursorExhausted" : true, "numYield" : 12335, "locks" : { "Global" : { "acquireCount" : { "r" : NumberLong(24672) } }, "Database" : { "acquireCount" : { "r" : NumberLong(12336) } }, "Collection" : { "acquireCount" : { "r" : NumberLong(12336) } } }, "nreturned" : 0, "responseLength" : 157, "protocol" : "op_command", "millis" : 44480, "planSummary" : "COLLSCAN", "execStats" : { "stage" : "SHARDING_FILTER", "nReturned" : 0, "executionTimeMillisEstimate" : 43701, "works" : 1561634, "advanced" : 0, "needTime" : 1561633, "needYield" : 0, "saveState" : 12335, "restoreState" : 12335, "isEOF" : 1, "invalidates" : 0, "chunkSkips" : 0, "inputStage" : { "stage" : "COLLSCAN", "filter" : { "filed19" : { "$eq" : NumberLong("852605039766") } }, "nReturned" : 0, "executionTimeMillisEstimate" : 43590, "works" : 1561634, "advanced" : 0, "needTime" : 1561633, "needYield" : 0, "saveState" : 12335, "restoreState" : 12335, "isEOF" : 1, "invalidates" : 0, "direction" : "forward", "docsExamined" : 1561632 } }, "ts" : ISODate("2019-10-14T10:49:52.780Z"), "client" : "172.16.36.87", "appName" : "MongoDB Shell", "allUsers" : [ { "user" : "__system", "db" : "local" } ], "user" : "__system@local" }在慢请求日志中，您需要重点关注以下关键字。
- 全集合（全表）扫描：COLLSCAN
当一个操作请求（如query、update、delete）需要全表扫描时，将大量占用CPU资源。在查看慢请求日志时，发现COLLSCAN关键字，很可能是这些查询占用了CPU资源。
如果该类操作请求较为频繁，建议您对查询的字段建立索引进行优化。
- 全集合（全表）扫描：docsExamined
- 不合理的索引：IXSCAN、keysExamined
- 索引不是越多越好，过多索引会影响写入和更新的性能。
- 如果您的应用偏向于写操作，建立索引可能会降低写操作的性能。
通过查看参数“keysExamined”的值，可以查看一个使用了索引的查询，扫描了多少条索引。该值越大，请求的CPU使用率越高。
如果索引建立不太合理，或者匹配的结果很多。该场景下，即便使用了索引，请求的CPU使用率也不会降低很多，执行的速度也会很慢。
示例：对于某个集合的数据，a字段的取值很少（只有1和2），而b字段的取值很多。
{ a: 1, b: 1 } { a: 1, b: 2 } { a: 1, b: 3 } ...... { a: 1, b: 100000} { a: 2, b: 1 } { a: 2, b: 2 } { a: 2, b: 3 } ...... { a: 1, y: 100000}如下所示，要实现 {a: 1, b: 2} 这样的查询。
db.createIndex( {a: 1} ) 效果不好，因为a相同取值太多db.createIndex( {a: 1, b: 1} ) 效果不好，因为a相同取值太多db.createIndex( {b: 1 } ) 效果好，因为b相同取值很少db.createIndex( {b: 1, a: 1 } ) 效果好，因为b相同取值少关于{a: 1}与{b: 1, a: 1}的区别，可参考官方文档。
- 大量数据排序：SORT、hasSortStage
当查询请求中包含排序时，慢请求日志中“hasSortStage”的值为“true”。如果排序无法通过索引实现，将在查询结果中进行排序。由于排序将占用大量CPU资源，该场景下，需要通过对经常排序的字段建立索引进行优化。
当您在慢请求日志中发现SORT关键字时，可以考虑通过索引来优化排序。
其他操作如建立索引、Aggregation（遍历、查询、更新、排序等动作的组合）也可能占用大量CPU资源，但本质上也适用以上几种场景。更多Profiling的设置，请参见官方文档。
- 全集合（全表）扫描：COLLSCAN
