當(dāng)MySQL單表記錄數(shù)過(guò)大時(shí)，增刪改查性能都會(huì)急劇下降，可以參考以下步驟來(lái)優(yōu)化。

單表優(yōu)化

除非單表數(shù)據(jù)未來(lái)會(huì)一直不斷上漲，否則不要一開(kāi)始就考慮拆分，拆分會(huì)帶來(lái)邏輯、部署、運(yùn)維的各種復(fù)雜度，一般以整型值為主的表在 千萬(wàn)級(jí)以下，字符串為主的表在 五百萬(wàn)以下是沒(méi)有太大問(wèn)題的。而事實(shí)上很多時(shí)候MySQL單表的性能依然有不少優(yōu)化空間，甚至能正常支撐千萬(wàn)級(jí)以上的數(shù)據(jù)量。

字段

  • 盡量使用 TINYINT、 SMALLINT、 MEDIUM_INT作為整數(shù)類型而非 INT，如果非負(fù)則加上 UNSIGNED

  • VARCHAR的長(zhǎng)度只分配真正需要的空間

  • 使用枚舉或整數(shù)代替字符串類型

  • 盡量使用 TIMESTAMP而非 DATETIME

  • 單表不要有太多字段，建議在20以內(nèi)

  • 避免使用NULL字段，很難查詢優(yōu)化且占用額外索引空間

  • 用整型來(lái)存IP

索引

  • 索引并不是越多越好，要根據(jù)查詢有針對(duì)性的創(chuàng)建，考慮在 WHERE和 ORDER BY命令上涉及的列建立索引，可根據(jù) EXPLAIN來(lái)查看是否用了索引還是全表掃描

  • 應(yīng)盡量避免在 WHERE子句中對(duì)字段進(jìn)行 NULL值判斷，否則將導(dǎo)致引擎放棄使用索引而進(jìn)行全表掃描

  • 值分布很稀少的字段不適合建索引，例如"性別"這種只有兩三個(gè)值的字段

  • 字符字段只建前綴索引

  • 字符字段最好不要做主鍵

  • 不用外鍵，由程序保證約束

  • 盡量不用 UNIQUE，由程序保證約束

  • 使用多列索引時(shí)主意順序和查詢條件保持一致，同時(shí)刪除不必要的單列索引

查詢SQL

  • 可通過(guò)開(kāi)啟慢查詢?nèi)罩緛?lái)找出較慢的SQL

  • 不做列運(yùn)算： SELECT id WHERE age+1=10，任何對(duì)列的操作都將導(dǎo)致表掃描，它包括數(shù)據(jù)庫(kù)教程函數(shù)、計(jì)算表達(dá)式等等，查詢時(shí)要盡可能將操作移至等號(hào)右邊

  • sql語(yǔ)句盡可能簡(jiǎn)單：一條sql只能在一個(gè)CPU運(yùn)算；大語(yǔ)句拆小語(yǔ)句，減少鎖時(shí)間；一條大sql可以堵死整個(gè)庫(kù)

  • 不用 SELECT*

  • OR改寫(xiě)成 IN： OR的效率是n級(jí)別， IN的效率是log(n)級(jí)別，in的個(gè)數(shù)建議控制在200以內(nèi)

  • 不用函數(shù)和觸發(fā)器，在應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)

  • 避免 %xxx式查詢

  • 少用 JOIN

  • 使用同類型進(jìn)行比較，比如用 '123'和 '123'比， 123和 123比

  • 盡量避免在 WHERE子句中使用!=或<>操作符，否則將引擎放棄使用索引而進(jìn)行全表掃描

  • 對(duì)于連續(xù)數(shù)值，使用 BETWEEN不用 IN： SELECT id FROM t WHERE num BETWEEN1AND5

  • 列表數(shù)據(jù)不要拿全表，要使用 LIMIT來(lái)分頁(yè)，每頁(yè)數(shù)量也不要太大

引擎

目前廣泛使用的是MyISAM和InnoDB兩種引擎：

MyISAM

MyISAM引擎是MySQL 5.1及之前版本的默認(rèn)引擎，它的特點(diǎn)是：

  • 不支持行鎖，讀取時(shí)對(duì)需要讀到的所有表加鎖，寫(xiě)入時(shí)則對(duì)表加排它鎖

  • 不支持事務(wù)

  • 不支持外鍵

  • 不支持崩潰后的安全恢復(fù)

  • 在表有讀取查詢的同時(shí)，支持往表中插入新紀(jì)錄

  • 支持 BLOB和 TEXT的前500個(gè)字符索引，支持全文索引

  • 支持延遲更新索引，極大提升寫(xiě)入性能

  • 對(duì)于不會(huì)進(jìn)行修改的表，支持壓縮表，極大減少磁盤(pán)空間占用

InnoDB

InnoDB在MySQL 5.5后成為默認(rèn)索引，它的特點(diǎn)是：

  • 支持行鎖，采用MVCC來(lái)支持高并發(fā)

  • 支持事務(wù)

  • 支持外鍵

  • 支持崩潰后的安全恢復(fù)

  • 不支持全文索引

總體來(lái)講，MyISAM適合 SELECT密集型的表，而InnoDB適合 INSERT和 UPDATE密集型的表

系統(tǒng)調(diào)優(yōu)參數(shù)

可以使用下面幾個(gè)工具來(lái)做基準(zhǔn)測(cè)試：

  • sysbench：一個(gè)模塊化，跨平臺(tái)以及多線程的性能測(cè)試工具

  • iibench-mysql：基于 Java 的 MySQL/Percona/MariaDB 索引進(jìn)行插入性能測(cè)試工具

  • tpcc-mysql：Percona開(kāi)發(fā)的TPC-C測(cè)試工具

具體的調(diào)優(yōu)參數(shù)內(nèi)容較多，具體可參考官方文檔，這里介紹一些比較重要的參數(shù)：

  • backlog：backlog值指出在MySQL暫時(shí)停止回答新請(qǐng)求之前的短時(shí)間內(nèi)多少個(gè)請(qǐng)求可以被存在堆棧中。也就是說(shuō)，如果MySql的連接數(shù)據(jù)達(dá)到maxconnections時(shí)，新來(lái)的請(qǐng)求將會(huì)被存在堆棧中，以等待某一連接釋放資源，該堆棧的數(shù)量即backlog，如果等待連接的數(shù)量超過(guò)back_log，將不被授予連接資源?？梢詮哪J(rèn)的50升至500

  • wait_timeout：數(shù)據(jù)庫(kù)連接閑置時(shí)間，閑置連接會(huì)占用內(nèi)存資源?？梢詮哪J(rèn)的8小時(shí)減到半小時(shí)

  • maxuserconnection: 最大連接數(shù)，默認(rèn)為0無(wú)上限，最好設(shè)一個(gè)合理上限

  • thread_concurrency：并發(fā)線程數(shù)，設(shè)為CPU核數(shù)的兩倍

  • skipnameresolve：禁止對(duì)外部連接進(jìn)行DNS解析，消除DNS解析時(shí)間，但需要所有遠(yuǎn)程主機(jī)用IP訪問(wèn)

  • keybuffersize：索引塊的緩存大小，增加會(huì)提升索引處理速度，對(duì)MyISAM表性能影響最大。對(duì)于內(nèi)存4G左右，可設(shè)為256M或384M，通過(guò)查詢 show status like'key_read%'，保證 key_reads/key_read_requests在0.1%以下最好

  • innodbbufferpool_size：緩存數(shù)據(jù)塊和索引塊，對(duì)InnoDB表性能影響最大。通過(guò)查詢 show status like'Innodb_buffer_pool_read%'，保證 (Innodb_buffer_pool_read_requests–Innodb_buffer_pool_reads)/Innodb_buffer_pool_read_requests越高越好

  • innodbadditionalmempoolsize：InnoDB存儲(chǔ)引擎用來(lái)存放數(shù)據(jù)字典信息以及一些內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)存空間大小，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象非常多的時(shí)候，適當(dāng)調(diào)整該參數(shù)的大小以確保所有數(shù)據(jù)都能存放在內(nèi)存中提高訪問(wèn)效率，當(dāng)過(guò)小的時(shí)候，MySQL會(huì)記錄Warning信息到數(shù)據(jù)庫(kù)的錯(cuò)誤日志中，這時(shí)就需要該調(diào)整這個(gè)參數(shù)大小

  • innodblogbuffer_size：InnoDB存儲(chǔ)引擎的事務(wù)日志所使用的緩沖區(qū)，一般來(lái)說(shuō)不建議超過(guò)32MB

  • querycachesize：緩存MySQL中的ResultSet，也就是一條SQL語(yǔ)句執(zhí)行的結(jié)果集，所以僅僅只能針對(duì)select語(yǔ)句。當(dāng)某個(gè)表的數(shù)據(jù)有任何任何變化，都會(huì)導(dǎo)致所有引用了該表的select語(yǔ)句在Query Cache中的緩存數(shù)據(jù)失效。所以，當(dāng)我們的數(shù)據(jù)變化非常頻繁的情況下，使用Query Cache可能會(huì)得不償失。根據(jù)命中率 (Qcache_hits/(Qcache_hits+Qcache_inserts)*100))進(jìn)行調(diào)整，一般不建議太大，256MB可能已經(jīng)差不多了，大型的配置型靜態(tài)數(shù)據(jù)可適當(dāng)調(diào)大. 可以通過(guò)命令 show status like'Qcache_%'查看目前系統(tǒng)Query catch使用大小

  • readbuffersize：MySql讀入緩沖區(qū)大小。對(duì)表進(jìn)行順序掃描的請(qǐng)求將分配一個(gè)讀入緩沖區(qū)，MySql會(huì)為它分配一段內(nèi)存緩沖區(qū)。如果對(duì)表的順序掃描請(qǐng)求非常頻繁，可以通過(guò)增加該變量值以及內(nèi)存緩沖區(qū)大小提高其性能

  • sortbuffersize：MySql執(zhí)行排序使用的緩沖大小。如果想要增加 ORDER BY的速度，首先看是否可以讓MySQL使用索引而不是額外的排序階段。如果不能，可以嘗試增加sortbuffersize變量的大小

  • readrndbuffer_size：MySql的隨機(jī)讀緩沖區(qū)大小。當(dāng)按任意順序讀取行時(shí)(例如，按照排序順序)，將分配一個(gè)隨機(jī)讀緩存區(qū)。進(jìn)行排序查詢時(shí)，MySql會(huì)首先掃描一遍該緩沖，以避免磁盤(pán)搜索，提高查詢速度，如果需要排序大量數(shù)據(jù)，可適當(dāng)調(diào)高該值。但MySql會(huì)為每個(gè)客戶連接發(fā)放該緩沖空間，所以應(yīng)盡量適當(dāng)設(shè)置該值，以避免內(nèi)存開(kāi)銷過(guò)大。

  • record_buffer：每個(gè)進(jìn)行一個(gè)順序掃描的線程為其掃描的每張表分配這個(gè)大小的一個(gè)緩沖區(qū)。如果你做很多順序掃描，可能想要增加該值

  • threadcachesize：保存當(dāng)前沒(méi)有與連接關(guān)聯(lián)但是準(zhǔn)備為后面新的連接服務(wù)的線程，可以快速響應(yīng)連接的線程請(qǐng)求而無(wú)需創(chuàng)建新的

  • tablecache：類似于threadcache_size，但用來(lái)緩存表文件，對(duì)InnoDB效果不大，主要用于MyISAM

升級(jí)硬件

Scale up，這個(gè)不多說(shuō)了，根據(jù)MySQL是CPU密集型還是I/O密集型，通過(guò)提升CPU和內(nèi)存、使用SSD，都能顯著提升MySQL性能

讀寫(xiě)分離

也是目前常用的優(yōu)化，從庫(kù)讀主庫(kù)寫(xiě)，一般不要采用雙主或多主引入很多復(fù)雜性，盡量采用文中的其他方案來(lái)提高性能。同時(shí)目前很多拆分的解決方案同時(shí)也兼顧考慮了讀寫(xiě)分離

緩存

緩存可以發(fā)生在這些層次：

  • MySQL內(nèi)部：在系統(tǒng)調(diào)優(yōu)參數(shù)介紹了相關(guān)設(shè)置

  • 數(shù)據(jù)訪問(wèn)層：比如MyBatis針對(duì)SQL語(yǔ)句做緩存，而Hibernate可以精確到單個(gè)記錄，這里緩存的對(duì)象主要是持久化對(duì)象 PersistenceObject

  • 應(yīng)用服務(wù)層：這里可以通過(guò)編程手段對(duì)緩存做到更精準(zhǔn)的控制和更多的實(shí)現(xiàn)策略，這里緩存的對(duì)象是數(shù)據(jù)傳輸對(duì)象 DataTransferObject

  • Web層：針對(duì)web頁(yè)面做緩存

  • 瀏覽器客戶端：用戶端的緩存

可以根據(jù)實(shí)際情況在一個(gè)層次或多個(gè)層次結(jié)合加入緩存。這里重點(diǎn)介紹下服務(wù)層的緩存實(shí)現(xiàn)，目前主要有兩種方式：

  • 直寫(xiě)式（Write Through）：在數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)后，同時(shí)更新緩存，維持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)與緩存的一致性。這也是當(dāng)前大多數(shù)應(yīng)用緩存框架如Spring Cache的工作方式。這種實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單，同步好，但效率一般。

  • 回寫(xiě)式（Write Back）：當(dāng)有數(shù)據(jù)要寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，只會(huì)更新緩存，然后異步批量的將緩存數(shù)據(jù)同步到數(shù)據(jù)庫(kù)上。這種實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，需要較多的應(yīng)用邏輯，同時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫(kù)與緩存的不同步，但效率非常高。

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