Investiga el uso alto de CPU

En esta página, se describe cómo usar las métricas y los gráficos de uso de CPU, junto con otras herramientas de introspección, para investigar el uso alto de CPU en tu base de datos.

Identifica si una tarea del sistema o del usuario está causando un uso alto de la CPU

La consola deGoogle Cloud proporciona varias herramientas de supervisión para Spanner, lo que te permite ver el estado de las métricas más esenciales para tu instancia. Uno de ellos es un gráfico llamado Uso de CPU: Total. Este gráfico muestra el uso total de CPU, como un porcentaje de los recursos de CPU de la instancia, desglosado por prioridad de la tarea y tipo de operación. Existen dos tipos de tareas: tareas del usuario, como las operaciones de lectura y escritura, y tareas del sistema, que abarcan tareas en segundo plano automatizadas, como la compactación y el reabastecimiento de índices.

En la Figura 1, se muestra un ejemplo del gráfico Uso de CPU: Total.

Figura 1. Gráfico CPU utilization - total en el panel de supervisión de la consola de Google Cloud .

Ahora, imagina que recibes una alerta de Cloud Monitoring que indica que el uso de la CPU aumentó de manera significativa. Abre el panel Supervisión de tu instancia en la consola de Google Cloud y examina el gráfico CPU Utilization - Total en la consola de Cloud. Como se muestra en la Figura 1, puedes ver el aumento del uso de CPU de las tareas de usuario de alta prioridad. El siguiente paso es averiguar qué operación de usuario de alta prioridad está causando este aumento en el uso de la CPU.

Puedes visualizar esta y otras métricas en una serie temporal con los paneles de Estadísticas de consultas. Estos paneles prediseñados te ayudan a ver los aumentos repentinos en el uso de la CPU y a identificar las consultas ineficientes.

Identifica qué operación del usuario causa el aumento repentino del uso de la CPU

El gráfico CPU utilization - Total de la Figura 1 muestra que las tareas de usuario de alta prioridad son la causa de un mayor uso de la CPU.

A continuación, examinarás el gráfico Uso de CPU por tipo de operación en la consola de Cloud. En este gráfico, se muestra el uso de la CPU desglosado por operaciones iniciadas por el usuario de alta, media y baja prioridad.

¿Qué es una operación que inicia el usuario?

Una operación iniciada por el usuario es una operación que se inicia a través de una solicitud a la API. Spanner agrupa estas solicitudes en tipos o categorías de operación, y puedes mostrar cada tipo de operación como una línea en el gráfico Uso de la CPU por tipo de operación. En la siguiente tabla, se describen los métodos de la API que se incluyen en cada tipo de operación.

Operación	Métodos de la API	Descripción
read_readonly	Read StreamingRead	Incluye lecturas que recuperan filas de la base de datos mediante búsquedas y análisis de claves.
read_readwrite	Read StreamingRead	Incluye las operaciones de lectura dentro de las transacciones de lectura y escritura.
read_withpartitiontoken	Read StreamingRead	Incluye operaciones de lectura realizadas con un conjunto de tokens de partición.
executesql_select_readonly	ExecuteSql ExecuteStreamingSql	Incluye la ejecución de la instrucción de SQL SELECT y las consultas de flujo de cambios.
executesql_select_readwrite	ExecuteSql ExecuteStreamingSql	Incluye la ejecución de la sentencia SELECT dentro de las transacciones de lectura y escritura.
executesql_select_withpartitiontoken	ExecuteSql ExecuteStreamingSql	Incluye la sentencia Select ejecutada que se realiza con un conjunto de tokens de partición.
executesql_dml_readwrite	ExecuteSql ExecuteStreamingSql ExecuteBatchDml	Incluye la ejecución de la instrucción de SQL DML.
executesql_dml_partitioned	ExecuteSql ExecuteStreamingSql ExecuteBatchDml	Incluye la ejecución de la instrucción de SQL de DML particionado.
beginorcommit	BeginTransaction Commit Rollback	Incluye transacciones de inicio, confirmación y reversión.
misc	PartitionQuery PartitionRead GetSession CreateSession	Incluye PartitionQuery, PartitionRead, Create Database, Create Instance, operaciones relacionadas con la sesión, operaciones de publicación internas urgentes, etcétera.

Este es un gráfico de ejemplo de la métrica Uso de CPU por tipos de operación.

Figura 2. Gráfico Utilización de la CPU por tipo de operación en la consola de Google Cloud .

Puedes limitar la visualización a una prioridad específica con el menú Prioridad que se encuentra en la parte superior del gráfico. Representa cada tipo o categoría de operación en un gráfico de líneas. Las categorías que se enumeran debajo del gráfico identifican cada gráfico. Puedes ocultar y mostrar cada gráfico seleccionando o desselectando su respectivo filtro de categoría.

Como alternativa, también puedes crear este gráfico en el explorador de métricas, como se describe a continuación:

Crea un gráfico del uso de CPU por tipo de operación en el Explorador de métricas

1. En la consola de Google Cloud , selecciona Monitoring o usa el siguiente botón:

   Ir a Monitoring

2. Selecciona Explorador de métricas en el panel de navegación.
3. En el campo Buscar tipo de recurso y métrica, ingresa el valor spanner.googleapis.com/instance/cpu/utilization_by_operation_type y, luego, selecciona la fila que aparece debajo del cuadro.
4. En el campo Filtro, ingresa el valor instance_id, luego ingresa el ID de la instancia que deseas examinar y haz clic en Aplicar.
5. En el campo Agrupar por, selecciona category en la lista desplegable. En el gráfico, se mostrará el uso de la CPU de las tareas del usuario agrupadas por tipo de operación o categoría.

Si bien la métrica Uso de CPU por prioridad de la sección anterior ayudó a determinar si una tarea del usuario o del sistema causó un aumento en el uso de recursos de la CPU, con la métrica Uso de CPU por tipo de operación, puedes profundizar y descubrir el tipo de operación que inició el usuario detrás de este aumento en el uso de la CPU.

Identifica qué solicitud del usuario está contribuyendo a aumentar el uso de la CPU

Para determinar qué solicitud de usuario específica es responsable del aumento repentino en el uso de la CPU en el gráfico del tipo de operación executesql_select_readonly que ves en la Figura 2, usarás las tablas de estadísticas de introspección integradas para obtener más estadísticas.

Usa la siguiente tabla como guía para determinar qué tabla de estadísticas consultar según el tipo de operación que causa un uso alto de la CPU.

Tipo de operación	Consulta	Leer	Transacción
read_readonly	No	Sí	No
read_readwrite	No	Sí	Sí
read_withpartitiontoken	No	Sí	No
executesql_select_readonly	Sí	No	No
executesql_select_withpartitiontoken	Sí	No	No
executesql_select_readwrite	Sí	No	Sí
executesql_dml_readwrite	Sí	No	Sí
executesql_dml_partitioned	No	No	Sí
beginorcommit	No	No	Sí

Nota: Las tablas de estadísticas de consultas y de estadísticas de lectura contienen datos de uso de CPU. Sin embargo, la tabla de estadísticas de transacciones no contiene datos de uso de la CPU por forma de transacción. Para solucionar problemas de CPU elevada con estadísticas de transacciones, puedes usar AVG_TOTAL_LATENCY_SECONDS o AVG_COMMIT_LATENCY_SECONDS porque, a medida que aumenta la latencia, el uso de CPU para procesar la transacción aumenta según corresponda.

Por ejemplo, si el problema es read_withpartitiontoken, usa las estadísticas de lectura para solucionarlo.

En esta situación, la operación executesql_select_readonly parece ser el motivo del aumento del uso de la CPU que observas. En función de la tabla anterior, debes consultar las estadísticas de consultas para saber qué consultas son costosas, se ejecutan con frecuencia o analizan muchos datos.

Para conocer las consultas con el uso de CPU más alto en la hora anterior, puedes ejecutar la siguiente consulta en la tabla de estadísticas query_stats_top_hour.

SELECT text,
       execution_count AS count,
       avg_latency_seconds AS latency,
       avg_cpu_seconds AS cpu,
       execution_count * avg_cpu_seconds AS total_cpu
FROM spanner_sys.query_stats_top_hour
WHERE interval_end =
  (SELECT MAX(interval_end)
   FROM spanner_sys.query_stats_top_hour)
ORDER BY total_cpu DESC;

En el resultado, se mostrarán las consultas ordenadas por uso de CPU. Una vez que identifiques la consulta con el uso de CPU más alto, puedes probar las siguientes opciones para ajustarla.

• Revisa el plan de ejecución de consultas para identificar posibles ineficiencias que podrían contribuir a un alto uso de la CPU.

• Revisa tu consulta para asegurarte de que siga las prácticas recomendadas de SQL.

• Revisa el diseño del esquema de la base de datos y actualiza el esquema para permitir que se realicen consultas más eficientes.

• Establece un modelo de referencia para la cantidad de veces que Spanner ejecuta una consulta durante un intervalo. Con este modelo de referencia, podrás detectar e investigar la causa de cualquier desviación inesperada del comportamiento normal.

Si no lograste encontrar una consulta que requiera mucha CPU, agrega capacidad de procesamiento a la instancia. Agregar capacidad de procesamiento proporciona más recursos de CPU y permite que Spanner maneje una carga de trabajo mayor. Para obtener más información, consulta Cómo aumentar la capacidad de procesamiento.

¿Qué sigue?

• Obtén más información sobre las métricas de uso de CPU.

• Obtén más información sobre otras herramientas de introspección.

• Obtén información sobre la supervisión con Cloud Monitoring.

• Obtén más información sobre las prácticas recomendadas de SQL para Spanner.

• Consulta la lista de métricas de Spanner.