MySQL性能優化經驗大全

2018-09-18 18:56:36 濟南網站建設

數據庫的操作越來越成為整個應用的性能瓶頸了,這點對于Web應用尤其明顯。關于數據庫的性能,這并不只是DBA才需要擔心的事,而這更是我們程序員需要去關注的事情。當我們去設計數據庫表結構,對操作數據庫時(尤其是查表時的SQL語句),我們都需要注意數據操作的性能。這里,我們不會講過多的SQL語句的優化,而只是針對MySQL這一Web應用最多的數據庫。希望下面的這些優化技巧對你有用。

1. 為查詢緩存優化你的查詢

大多數的MySQL服務器都開啟了查詢緩存。這是提高性最有效的方法之一,而且這是被MySQL的數據庫引擎處理的。當有很多相同的查詢被執行了多次的時候,這些查詢結果會被放到一個緩存中,這樣,后續的相同的查詢就不用操作表而直接訪問緩存結果了。

這里最主要的問題是,對于程序員來說,這個事情是很容易被忽略的。因為,我們某些查詢語句會讓MySQL不使用緩存。請看下面的示例:

 

上面兩條SQL語句的差別就是 CURDATE() ,MySQL的查詢緩存對這個函數不起作用。所以,像 NOW() 和 RAND() 或是其它的諸如此類的SQL函數都不會開啟查詢緩存,因為這些函數的返回是會不定的易變的。所以,你所需要的就是用一個變量來代替MySQL的函數,從而開啟緩存。

2. EXPLAIN 你的 SELECT 查詢

使用 EXPLAIN 關鍵字可以讓你知道MySQL是如何處理你的SQL語句的。這可以幫你分析你的查詢語句或是表結構的性能瓶頸。

EXPLAIN 的查詢結果還會告訴你你的索引主鍵被如何利用的,你的數據表是如何被搜索和排序的……等等,等等。

挑一個你的SELECT語句(推薦挑選那個最復雜的,有多表聯接的),把關鍵字EXPLAIN加到前面。你可以使用phpmyadmin來做這個事。然后,你會看到一張表格。下面的這個示例中,我們忘記加上了group_id索引,并且有表聯接:

 

我們可以看到,前一個結果顯示搜索了 7883 行,而后一個只是搜索了兩個表的 9 和 16 行。查看rows列可以讓我們找到潛在的性能問題。

3. 當只要一行數據時使用 LIMIT 1

當你查詢表的有些時候,你已經知道結果只會有一條結果,但因為你可能需要去fetch游標,或是你也許會去檢查返回的記錄數。

在這種情況下,加上 LIMIT 1 可以增加性能。這樣一樣,MySQL數據庫引擎會在找到一條數據后停止搜索,而不是繼續往后查少下一條符合記錄的數據。

 

4. 為搜索字段建索引

索引并不一定就是給主鍵或是唯一的字段。如果在你的表中,有某個字段你總要會經常用來做搜索,那么,請為其建立索引吧。

 

從上圖你可以看到那個搜索字串 “last_name LIKE ‘a%’”,一個是建了索引,一個是沒有索引,性能差了4倍左右。

另外,你應該也需要知道什么樣的搜索是不能使用正常的索引的。例如,當你需要在一篇大的文章中搜索一個詞時,如: “WHERE post_content LIKE ‘%apple%’”,索引可能是沒有意義的。你可能需要使用MySQL全文索引 或是自己做一個索引(比如說:搜索關鍵詞或是Tag什么的)

5. 在Join表的時候使用相當類型的例,并將其索引

如果你的應用程序有很多 JOIN 查詢,你應該確認兩個表中Join的字段是被建過索引的。這樣,MySQL內部會啟動為你優化Join的SQL語句的機制。

而且,這些被用來Join的字段,應該是相同的類型的。例如:如果你要把 DECIMAL 字段和一個 INT 字段Join在一起,MySQL就無法使用它們的索引。對于那些STRING類型,還需要有相同的字符集才行。(兩個表的字符集有可能不一樣)

 

6. 千萬不要 ORDER BY RAND()

想打亂返回的數據行 隨機挑一個數據 真不知道誰發明了這種用法,但很多新手很喜歡這樣用。但你確不了解這樣做有多么可怕的性能問題。

如果你真的想把返回的數據行打亂了,你有N種方法可以達到這個目的。這樣使用只讓你的數據庫的性能呈指數級的下降。這里的問題是:MySQL會不得不去執行RAND()函數(很耗CPU時間),而且這是為了每一行記錄去記行,然后再對其排序。就算是你用了Limit 1也無濟于事(因為要排序)

下面的示例是隨機挑一條記錄

 

7. 避免 SELECT *

從數據庫里讀出越多的數據,那么查詢就會變得越慢。并且,如果你的數據庫服務器和WEB服務器是兩\臺\獨立的服務器的話,這還會增加網絡傳輸的負載。

所以,你應該養成一個需要什么就取什么的好的習慣。

 

8. 永遠為每張表設置一個ID

我們應該為數據庫里的每張表都設置一個ID做為其主鍵,而且最好的是一個INT型的(推薦使用UNSIGNED),并設置上自動增加的AUTO_INCREMENT標志。

就算是你 users 表有一個主鍵叫 “email”的字段,你也別讓它成為主鍵。使用 VARCHAR 類型來當主鍵會使用得性能下降。另外,在你的程序中,你應該使用表的ID來構造你的數據結構。

而且,在MySQL數據引擎下,還有一些操作需要使用主鍵,在這些情況下,主鍵的性能和設置變得非常重要,比如,集群,分區……

在這里,只有一個情況是例外,那就是“關聯表”的“外鍵”,也就是說,這個表的主鍵,通過若干個別的表的主鍵構成。我們把這個情況叫做“外鍵”。比如:有一個“學生表”有學生的ID,有一個“課程表”有課程ID,那么,“成績表”就是“關聯表”了,其關聯了學生表和課程表,在成績表中,學生ID和課程ID叫“外鍵”其共同組成主鍵。

9. 使用 ENUM 而不是 VARCHAR

ENUM 類型是非常快和緊湊的。在實際上,其保存的是 TINYINT,但其外表上顯示為字符串。這樣一來,用這個字段來做一些選項列表變得相當的完美。

如果你有一個字段,比如“性別”,“國家”,“民族”,“狀態”或“部門”,你知道這些字段的取值是有限而且固定的,那么,你應該使用 ENUM 而不是 VARCHAR。

MySQL也有一個“建議”(見第十條)告訴你怎么去重新組織你的表結構。當你有一個 VARCHAR 字段時,這個建議會告訴你把其改成 ENUM 類型。使用 PROCEDURE ANALYSE() 你可以得到相關的建議。

10. 從 PROCEDURE ANALYSE() 取得建議

PROCEDURE ANALYSE() 會讓 MySQL 幫你去分析你的字段和其實際的數據,并會給你一些有用的建議。只有表中有實際的數據,這些建議才會變得有用,因為要做一些大的決定是需要有數據作為基礎的。

例如,如果你創建了一個 INT 字段作為你的主鍵,然而并沒有太多的數據,那么,PROCEDURE ANALYSE()會建議你把這個字段的類型改成 MEDIUMINT 。或是你使用了一個 VARCHAR 字段,因為數據不多,你可能會得到一個讓你把它改成 ENUM 的建議。這些建議,都是可能因為數據不夠多,所以決策做得就不夠準。

在phpmyadmin里,你可以在查看表時,點擊 “Propose table structure” 來查看這些建議

一定要注意,這些只是建議,只有當你的表里的數據越來越多時,這些建議才會變得準確。一定要記住,你才是最終做決定的人。

11. 盡可能的使用 NOT NULL

除非你有一個很特別的原因去使用 NULL 值,你應該總是讓你的字段保持 NOT NULL。這看起來好像有點爭議,請往下看。

首先,問問你自己“Empty”和“NULL”有多大的區別(如果是INT,那就是0和NULL) 如果你覺得它們之間沒有什么區別,那么你就不要使用NULL。(你知道嗎 在 Oracle 里,NULL 和 Empty 的字符串是一樣的!)

不要以為 NULL 不需要空間,其需要額外的空間,并且,在你進行比較的時候,你的程序會更復雜。 當然,這里并不是說你就不能使用NULL了,現實情況是很復雜的,依然會有些情況下,你需要使用NULL值。

下面摘自MySQL自己的文檔:

 

12. Prepared Statements

Prepared Statements很像存儲過程,是一種運行在后臺的SQL語句集合,我們可以從使用 prepared statements 獲得很多好處,無論是性能問題還是安全問題。

Prepared Statements 可以檢查一些你綁定好的變量,這樣可以保護你的程序不會受到“SQL注入式”攻擊。當然,你也可以手動地檢查你的這些變量,然而,手動的檢查容易出問題,而且很經常會被程序員忘了。當我們使用一些framework或是ORM的時候,這樣的問題會好一些。

在性能方面,當一個相同的查詢被使用多次的時候,這會為你帶來可觀的性能優勢。你可以給這些Prepared Statements定義一些參數,而MySQL只會解析一次。

雖然最新版本的MySQL在傳輸Prepared Statements是使用二進制形勢,所以這會使得網絡傳輸非常有效率。

當然,也有一些情況下,我們需要避免使用Prepared Statements,因為其不支持查詢緩存。但據說版本5.1后支持了。

在PHP中要使用prepared statements,你可以查看其使用手冊:mysqli 擴展 或是使用數據庫抽象層,如: PDO.

 

13. 無緩沖的查詢

正常的情況下,當你在當你在你的腳本中執行一個SQL語句的時候,你的程序會停在那里直到沒這個SQL語句返回,然后你的程序再往下繼續執行。你可以使用無緩沖查詢來改變這個行為。

關于這個事情,在PHP的文檔中有一個非常不錯的說明: mysql_unbuffered_query() 函數:

 

上面那句話翻譯過來是說,mysql_unbuffered_query() 發送一個SQL語句到MySQL而并不像mysql_query()一樣去自動fethch和緩存結果。這會相當節約很多可觀的內存,尤其是那些會產生大量結果的查詢語句,并且,你不需要等到所有的結果都返回,只需要第一行數據返回的時候,你就可以開始馬上開始工作于查詢結果了。

然而,這會有一些限制。因為你要么把所有行都讀走,或是你要在進行下一次的查詢前調用 mysql_free_result() 清除結果。而且, mysql_num_rows() 或 mysql_data_seek() 將無法使用。所以,是否使用無緩沖的查詢你需要仔細考慮。

14. 把IP地址存成 UNSIGNED INT

很多程序員都會創建一個 VARCHAR(15) 字段來存放字符串形式的IP而不是整形的IP。如果你用整形來存放,只需要4個字節,并且你可以有定長的字段。而且,這會為你帶來查詢上的優勢,尤其是當你需要使用這樣的WHERE條件:IP between ip1 and ip2。

我們必需要使用UNSIGNED INT,因為 IP地址會使用整個32位的無符號整形。

而你的查詢,你可以使用 INET_ATON() 來把一個字符串IP轉成一個整形,并使用 INET_NTOA() 把一個整形轉成一個字符串IP。在PHP中,也有這樣的函數 ip2long() 和 long2ip()。

 

15. 固定長度的表會更快

如果表中的所有字段都是“固定長度”的,整個表會被認為是 “static” 或 “fixed-length”。 例如,表中沒有如下類型的字段: VARCHAR,TEXT,BLOB。只要你包括了其中一個這些字段,那么這個表就不是“固定長度靜態表”了,這樣,MySQL 引擎會用另一種方法來處理。

固定長度的表會提高性能,因為MySQL搜尋得會更快一些,因為這些固定的長度是很容易計算下一個數據的偏移量的,所以讀取的自然也會很快。而如果字段不是定長的,那么,每一次要找下一條的話,需要程序找到主鍵。

并且,固定長度的表也更容易被緩存和重建。不過,唯一的副作用是,固定長度的字段會浪費一些空間,因為定長的字段無論你用不用,他都是要分配那么多的空間。

使用“垂直分割”技術(見下一條),你可以分割你的表成為兩個一個是定長的,一個則是不定長的。

16. 垂直分割

“垂直分割”是一種把數據庫中的表按列變成幾張表的方法,這樣可以降低表的復雜度和字段的數目,從而達到優化的目的。(以前,在銀行做過項目,見過一張表有100多個字段,很恐怖)

示例一:在Users表中有一個字段是家庭地址,這個字段是可選字段,相比起,而且你在數據庫操作的時候除了個人信息外,你并不需要經常讀取或是改寫這個字段。那么,為什么不把他放到另外一張表中呢 這樣會讓你的表有更好的性能,大家想想是不是,大量的時候,我對于用戶表來說,只有用戶ID,用戶名,口令,用戶角色等會被經常使用。小一點的表總是會有好的性能。

示例二: 你有一個叫 “last_login” 的字段,它會在每次用戶登錄時被更新。但是,每次更新時會導致該表的查詢緩存被清空。所以,你可以把這個字段放到另一個表中,這樣就不會影響你對用戶ID,用戶名,用戶角色的不停地讀取了,因為查詢緩存會幫你增加很多性能。

另外,你需要注意的是,這些被分出去的字段所形成的表,你不會經常性地去Join他們,不然的話,這樣的性能會比不分割時還要差,而且,會是極數級的下降。

17. 拆分大的 DELETE 或 INSERT 語句

如果你需要在一個在線的網站上去執行一個大的 DELETE 或 INSERT 查詢,你需要非常小心,要避免你的操作讓你的整個網站停止相應。因為這兩個操作是會鎖表的,表一鎖住了,別的操作都進不來了。

Apache 會有很多的子進程或線程。所以,其工作起來相當有效率,而我們的服務器也不希望有太多的子進程,線程和數據庫鏈接,這是極大的占服務器資源的事情,尤其是內存。

如果你把你的表鎖上一段時間,比如30秒鐘,那么對于一個有很高訪問量的站點來說,這30秒所積累的訪問進程/線程,數據庫鏈接,打開的文件數,可能不僅僅會讓你泊WEB服務Crash,還可能會讓你的整臺服務器馬上掛了。

所以,如果你有一個大的處理,你定你一定把其拆分,使用 LIMIT 條件是一個好的方法。下面是一個示例:

 

18. 越小的列會越快

對于大多數的數據庫引擎來說,硬盤操作可能是最重大的瓶頸。所以,把你的數據變得緊湊會對這種情況非常有幫助,因為這減少了對硬盤的訪問。

參看 MySQL 的文檔 Storage Requirements 查看所有的數據類型。

如果一個表只會有幾列罷了(比如說字典表,配置表),那么,我們就沒有理由使用 INT 來做主鍵,使用 MEDIUMINT, SMALLINT 或是更小的 TINYINT 會更經濟一些。如果你不需要記錄時間,使用 DATE 要比 DATETIME 好得多。

當然,你也需要留夠足夠的擴展空間,不然,你日后來干這個事,你會死的很難看,參看Slashdot的例子(2009年11月06日),一個簡單的ALTER TABLE語句花了3個多小時,因為里面有一千六百萬條數據。

19. 選擇正確的存儲引擎

在 MySQL 中有兩個存儲引擎 MyISAM 和 InnoDB,每個引擎都有利有弊。酷殼以前文章《MySQL: InnoDB 還是 MyISAM 》討論和這個事情。

MyISAM 適合于一些需要大量查詢的應用,但其對于有大量寫操作并不是很好。甚至你只是需要update一個字段,整個表都會被鎖起來,而別的進程,就算是讀進程都無法操作直到讀操作完成。另外,MyISAM 對于 SELECT COUNT(*) 這類的計算是超快無比的。

InnoDB 的趨勢會是一個非常復雜的存儲引擎,對于一些小的應用,它會比 MyISAM 還慢。他是它支持“行鎖” ,于是在寫操作比較多的時候,會更優秀。并且,他還支持更多的高級應用,比如:事務。

下面是MySQL的手冊

target=”_blank”MyISAM Storage Engine

InnoDB Storage Engine

20. 使用一個對象關系映射器(Object Relational Mapper)

使用 ORM (Object Relational Mapper),你能夠獲得可靠的性能增漲。一個ORM可以做的所有事情,也能被手動的編寫出來。但是,這需要一個高級專家。

ORM 的最重要的是“Lazy Loading”,也就是說,只有在需要的去取值的時候才會去真正的去做。但你也需要小心這種機制的副作用,因為這很有可能會因為要去創建很多很多小的查詢反而會降低性能。

ORM 還可以把你的SQL語句打包成一個事務,這會比單獨執行他們快得多得多。

目前,個人最喜歡的PHP的ORM是:Doctrine。

21. 小心“永久鏈接”

“永久鏈接”的目的是用來減少重新創建MySQL鏈接的次數。當一個鏈接被創建了,它會永遠處在連接的狀態,就算是數據庫操作已經結束了。而且,自從我們的Apache開始重用它的子進程后——也就是說,下一次的HTTP請求會重用Apache的子進程,并重用相同的 MySQL 鏈接。

PHP手冊:mysql_pconnect()

在理論上來說,這聽起來非常的不錯。但是從個人經驗(也是大多數人的)上來說,這個功能制造出來的麻煩事更多。因為,你只有有限的鏈接數,內存問題,文件句柄數,等等。

而且,Apache 運行在極端并行的環境中,會創建很多很多的了進程。這就是為什么這種“永久鏈接”的機制工作地不好的原因。在你決定要使用“永久鏈接”之前,你需要好好地考慮一下你的整個系統的架構。

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