Investigar el uso elevado de CPU

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

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

Google Cloud Console proporciona varias herramientas de supervisión para Cloud Spanner, lo que te permite ver el estado de las métricas más importantes de tu instancia. Uno de ellos es un gráfico llamado Uso de CPU: total. En este gráfico, se muestra el uso de CPU total, 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 lecturas y escrituras, y tareas del sistema, que abarcan las tareas automatizadas en segundo plano, como la compactación y el reabastecimiento de índices.

En la figura 1, se muestra un ejemplo del gráfico Utilización de CPU: Total.

Ejemplo de uso de CPU: gráfico total

Figura 1. El gráfico Uso de CPU: total en el panel de Monitoring en Google Cloud Console

Ahora imagina que recibes una alerta de Cloud Monitoring que indica que el uso de CPU aumentó de manera significativa. Abre el panel de Monitoring para tu instancia en Google Cloud Console y examina el gráfico Uso de CPU: total en Cloud Console. Como se muestra en la Figura 1, puedes ver el aumento en el uso de CPU a partir de las tareas de prioridad alta del usuario. El siguiente paso consiste en averiguar qué operación de prioridad del usuario genera este aumento en el uso de la CPU.

Identifica qué operación de usuario está causando el aumento del uso de CPU

En el gráfico Uso de CPU: total de la figura 1, se muestra que las tareas del usuario de prioridad alta son la causa del mayor uso de CPU.

A continuación, examinará el gráfico Utilización de CPU por tipo de operación en Cloud Console. En este gráfico, se muestra el uso de CPU desglosado por operaciones iniciadas por el usuario de alta, media y baja.

¿Qué es una operación iniciada por el usuario?

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

Operación Métodos de la API Descripción
read_readonly Read
StreamingRead
Incluye las lecturas que recuperan filas de la base de datos mediante búsquedas y análisis de claves.
read_readwrite Read
StreamingRead
Incluye operaciones de lectura dentro de las transacciones de lectura y escritura.
read_withpartitiontoken Read
StreamingRead
Incluye las operaciones de lectura realizadas con un conjunto de tokens de partición.
executionsql_select_readonly ExecuteSql
ExecuteStreamingSql
Incluye la ejecución de selección de SQL y las consultas de transmisión de cambios.
executionsql_select_readwrite ExecuteSql
ExecuteStreamingSql
Incluye ejecutar la declaración Select en las transacciones de lectura y escritura.
runsql_select_withpartitiontoken ExecuteSql
ExecuteStreamingSql
Incluye ejecutar la sentencia Select realizada con un conjunto de tokens de partición.
executionsql_dml_readwrite ExecuteSql
ExecuteStreamingSql
ExecuteBatchDml
Incluye la ejecución de la instrucción de SQL de DML.
executesql_dml_partitioned ExecuteSql
ExecuteStreamingSql
ExecuteBatchDml
Incluye la ejecución de la instrucción de SQL DML particionado.
beginorcommit BeginTransaction
Commit
Reversión
Incluye transacciones de inicio, confirmación y reversión.
misc PartitionQuery
PartitionRead
GetSession
CreateSession
Incluye PartitionQuery, PartitionRead, Create Database, Create Instance, operaciones relacionadas con sesiones, operaciones de entrega internas de tiempo crítico, etcétera.

A continuación, se muestra un gráfico de ejemplo de la métrica Uso de CPU por tipo de operación.

Ejemplo de un gráfico de uso de CPU por tipo de operación

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

Puedes limitar la visualización a una prioridad específica mediante el menú Prioridad que se encuentra en la parte superior del gráfico. Traza cada tipo de operación o categoría en un gráfico de líneas. Las categorías que se enumeran debajo del gráfico identifican a cada gráfico. Puedes ocultar y mostrar cada gráfico si seleccionas o anulas la selección de su respectivo filtro de categoría.

Como alternativa, también puede crear este gráfico en el Explorador de métricas, como se indica a continuación:

Crear un gráfico para el uso de CPU por tipo de operaciones en el Explorador de métricas

  1. En Google Cloud Console, selecciona Monitoring o usa el siguiente botón:

    Ir a Monitoring

  2. Seleccione 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 de la lista desplegable. En el gráfico, se mostrará el uso de CPU de las tareas del usuario agrupadas por tipo de operación o categoría.

Mientras que la métrica Utilización de CPU por prioridad en la sección anterior ayudaba a determinar si una tarea del usuario o del sistema causaba un aumento en el uso de recursos de CPU, con la métrica Utilización de CPU por tipo de operación puedes profundizar y averiguar el tipo de operación iniciada por el usuario detrás de este aumento en el uso de CPU.

Identifica la solicitud de usuario que contribuye al aumento del uso de CPU

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

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

Tipo de operación Consulta Leer Transacción
read_readonly No No
read_readwrite No
read_withpartitiontoken No No
executionsql_select_readonly No No
runsql_select_withpartitiontoken No No
executionsql_select_readwrite No
executionsql_dml_readwrite No
executesql_dml_partitioned No No
beginorcommit No No

Por ejemplo, si el problema es read_withPartitiontoken, soluciona los problemas mediante las estadísticas de lectura.

En este caso, la operación executsql_select_readonly parece ser el motivo del aumento de uso de CPU que estás observando. En función de la tabla anterior, debes observar las estadísticas de consulta a continuación para descubrir qué consultas son costosas, se ejecutan con frecuencia o se analizan muchos datos.

Para descubrir las consultas con mayor uso de CPU 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 cualquier posible ineficiencia que pueda contribuir a un alto uso de CPU.

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

  • Revisa el diseño del esquema de la base de datos y actualízalo para que las búsquedas sean más eficientes.

  • Establece un modelo de referencia para la cantidad de veces que Cloud 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 pudiste encontrar una búsqueda que requiere mucha CPU, agrega la capacidad de procesamiento a la instancia. Agregar capacidad de procesamiento proporciona más recursos de CPU y permite que Cloud Spanner maneje una carga de trabajo más grande. Para obtener más información, consulta Aumenta la capacidad de procesamiento.

¿Qué sigue?