JAVA互联网架构-MySQL性能优化与架构设计

概述

本日,数据库的操作越来越成为整个应用的性能瓶颈了,这点对于Web应用尤其明显.关于数据库的性能,这并不只是DBA才需要担心的事,而这更是我 们程序员需要去关注的事情.当我们去设计数据库表结构,对操作数据库时(尤其是查表时的SQL语句),我们都需要注意数据操作的性能.这里,我们不会讲过 多的SQL语句的优化,而只是针对MySQL这一Web应用最多的数据库.希望下面的这些优化技巧对你有用.

MySQL架构图

一丶 为查询缓存优化你的查询

大多数的MySQL服务器都开启了查询缓存.这是提高性最有效的方法之一,而且这是被MySQL的数据库引擎处理的.当有很多相同的查询被执行了多次的时候,这些查询结果会被放到一个缓存中,这样,后续的相同的查询就不用操作表而直接拜访缓存结果了.MySQL的查询缓存对这个函数不起作用.所以,像 NOW() 和 RAND() 或是其它的诸如此类的SQL函数都不会开启查询缓存,因为这些函数的返回是会不定的易变的.所以,你所需要的就是用一个变量来代替MySQL的函数,从而 开启缓存.

二丶EXPLAIN 你的 SELECT 查询

使用 EXPLAIN 关键字可以让你知道MySQL是如何处理你的SQL语句的.这可以帮你分析你的查询语句或是表布局的性能瓶颈.

EXPLAIN 的查询成果还会告诉你你的索引主键被如何利用的,你的数据表是如何被搜索和排序的……等等,等等.

挑一个你的SELECT语句(保举挑选那个最复杂的,有多表联接的),把关键字EXPLAIN加到前面.你可以使用phpmyadmin来做这个事.然后,你会看到一张表格.

三丶 永远为每张表设置一个ID

我们应该为数据库里的每张表都设置一个ID做为其主键,而且最好的是一个INT型的(保举使用UNSIGNED),并设置上自动增加的AUTO_INCREMENT标志.

就算是你 users 表有一个主键叫 “email”的字段,你也别让它成为主键.使用 VARCHAR 类型来当主键会使用得性能下降.另外,在你的程序中,你应该使用表的ID来构造你的数据布局.

而且,在MySQL数据引擎下,还有一些操作需要使用主键,在这些情况下,主键的性能和设置变得非常重要,好比,集群,分区……

在这里,只有一个情况是例外,那便是“关联表”的“外键”,也便是说,这个表的主键,通过若干个别的表的主键构成.我们把这个情况叫做“外键”.比 如：有一个“学生表”有学生的ID,有一个“课程表”有课程ID,那么,“成绩表”便是“关联表”了,其关联了学生表和课程表,在成绩表中,学生ID和课 程ID叫“外键”其共同组成主键.

四丶 尽可能的使用 NOT NULL

除非你有一个很特别的原因去使用 NULL 值,你应该总是让你的字段坚持 NOT NULL.这看起来好像有点争议,请往下看.

首先,问问你本身“Empty”和“NULL”有多大的区别(如果是INT,那就是0和NULL)?如果你觉得它们之间没有什么区别,那么你就不要使用NULL.(你知道吗?在 Oracle 里,NULL 和 Empty 的字符串是一样的!)

不要以为 NULL 不需要空间,其需要额外的空间,并且,在你进行比拟的时候,你的程序会更复杂. 当然,这里并不是说你就不能使用NULL了,现实情况是很复杂的,依然会有些情况下,你需要使用NULL值.

五丶使用 ENUM 而不是 VARCHAR

ENUM 类型是非常快和紧凑的.在实际上,其保留的是 TINYINT,但其外表上显示为字符串.这样一来,用这个字段来做一些选项列表变得相当的完美.

如果你有一个字段,好比“性别”,“国家”,“民族”,“状态”或“部门”,你知道这些字段的取值是有限而且固定的,那么,你应该使用 ENUM 而不是 VARCHAR.

MySQL也有一个“建议”(见第十条)告诉你怎么去重新组织你的表布局.当你有一个 VARCHAR 字段时,这个建议会告诉你把其改成 ENUM 类型.使用 PROCEDURE ANALYSE() 你可以得到相关的建议.

六丶 固定长度的表会更快

如果表中的所有字段都是“固定长度”的,整个表会被认为是 “static” 或 “fixed-length”. 例如,表中没有如下类型的字段： VARCHAR,TEXT,BLOB.只要你包括了其中一个这些字段,那么这个表就不是“固定长度静态表”了,这样,MySQL 引擎会用另一种办法来处理.

固定长度的表会提高性能,因为MySQL搜寻得会更快一些,因为这些固定的长度是很容易计算下一个数据的偏移量的,所以读取的自然也会很快.而如果字段不是定长的,那么,每一次要找下一条的话,必要程序找到主键.

而且,固定长度的表也更容易被缓存和重建.不过,唯一的副作用是,固定长度的字段会浪费一些空间,因为定长的字段无论你用不用,他都是要分配那么多的空间.

使用“垂直分割”技术,你可以分割你的表成为两个一个是定长的,一个则是不定长的.

七丶垂直分割

“垂直分割”是一种把数据库中的表按列变成几张表的办法,这样可以降低表的复杂度和字段的数目,从而达到优化的目的.(以前,在银行做过项目,见过一张表有100多个字段,很恐怖)

示例一：在Users表中有一个字段是家庭地址,这个字段是可选字段,相比起,而且你在数据库操作的时候除了个 人信息外,你并不必要经常读取或是改写这个字段.那么,为什么不把他放到另外一张表中呢? 这样会让你的表有更好的性能,大家想想是不是,大量的时候,我对于用户表来说,只有用户ID,用户名,口令,用户角色等会被经常使用.小一点的表总是会有 好的性能.

示例二： 你有一个叫 “last_login” 的字段,它会在每次用户登录时被更新.但是,每次更新时会导致该表的查询缓存被清空.所以,你可以把这个字段放到另一个表中,这样就不会影响你对用户 ID,用户名,用户角色的不绝地读取了,因为查询缓存会帮你增加很多性能.

另外,你必要注意的是,这些被分出去的字段所形成的表,你不会经常性地去Join他们,不然的话,这样的性能会比不分割时还要差,而且,会是极数级的下降.

八丶 选择正确的存储引擎

大部分情况下,InnoDB都是正确的选择,可以简单地归纳为一句话“除非需要用到某些InnoDB不具备的特性,并且没有其他方法可以替代,否则都应该优先选择InnoDB引擎”.

除非万不得已,否则建议不要混合使用多种存储引擎,否则可能带来一系列负责的问题,以及一些潜在的bug和界限问题.

如果应用必要不同的存储引擎,请先考虑以下几个因素：

事务：

如果应用必要事务支持,那么InnoDB(或者XtraDB)是目前最稳定并且经过验证的选择.

备份：

如果可以定期地关闭服务器来执行备份,那么备份的因素可以忽略.反之,如果需要在线热备份,那么选择InnoDB就是基本的要求.瓦解恢复MyISAM瓦解后发生损坏的概率比InnoDB要高很多,而且恢复速度也要慢.

如果一个存储引擎拥有一些关键的特性,同时却又缺乏一些需要的特性,那么有时候不得不做折中的考虑,或者在架构设计上做一些取舍.

九丶使用一个对象关系映射器(Object Relational Mapper)

使用 ORM (Object Relational Mapper),你能够获得可靠的性能增涨.一个ORM可以做的所有事情,也能被手动的编写出来.但是,这必要一个高级专家.

ORM 的最重要的是“Lazy Loading”,也就是说,只有在必要的去取值的时候才会去真正的去做.但你也必要小心这种机制的副作用,因为这很有可能会因为要去创建很多很多小的查询反而会降低性能.

ORM 还可以把你的SQL语句打包成一个事务,这会比单独执行他们快得多得多.

目前,个人最喜欢的PHP的ORM是：Doctrine.

十丶 小心“永久链接”

一直对mysql_pconnect 和mysql_connect的理解差别是p链接是持久链接,不会关闭了链接,即使你使用了mysql_close();建立连接后,将保持sleep状态,可以使用show processlist 查看有哪些正在sleep的连接,这样p链接的好处是当有新的哀求时就直接返回这个连接,感觉类似于http1.1协议的keep-alive的用法,到底是开个还是关呢还是不关呢,一般那些专家都告诉你,当用户量不多时,可以打开keep -live 这样可以,在http协议进行打交道时,给用户保持连接.

在理论上来说,这听起来非常的不错.但是从个人经验(也是大多数人的)上来说,这个功能制造出来的麻烦事更多.因为,你只有有限的链接数,内存问题,文件句柄数,等等.

而且,Apache 运行在极端并行的环境中,会创建很多很多的了进程.这就是为什么这种“永久链接”的机制工作地不好的原因.在你决定要使用“永久链接”之前,你必要好好地考虑一下你的整个系统的架构.

总结

以上是对MySQL性能优化总结,分享给大家,希望大家可以了解什么是MySQL性能优化.觉得收获的话可以点个存眷收藏转发一波喔,谢谢大佬们支持.(吹一波,233~~)