MySQL数据库优化总结
在这里,为了提高学生活动记录的检索效率,把单位名称冗余到学生活动记录表里。单位信息有500条记录,而学生活动记录在一年内大概有200万数据量。 如果学生活动记录表不冗余这个单位名称字段,只包含三个int字段和一个timestamp字段,只占用了16字节,是一个很小的表。而冗余了一个 varchar(32)的字段后则是原来的3倍,检索起来相应也多了这么多的I/O。而且记录数相差悬殊,500 VS 2000000 ,导致更新一个单位名称还要更新4000条冗余记录。由此可见,这个冗余根本就是适得其反。
下面这个冗余就很好
可以看到,[学生考试总分]是冗余的,这个分数完全可以通过[得分情况]汇总得到。在【学生考试总分】里,一次考试一个学生只有一条记录,而在【得分情 况】里,一个学生针对试卷里一个小题的一个小问一条记录,粗略的算一下比例大概是1:100。而且判卷子得分是不会轻易变的,更新的频率不高,所以说这个 冗余是比较好的。
适当建立索引
说起提高数据库性能,索引是最物美价廉的东西了。不用加内存,不用改程序,不用调sql,只要执行个正确的’create index’,查询速度就可能提高百倍千倍,这可真有诱惑力。可是天下没有免费的午餐,查询速度的提高是以插入、更新、删除的速度为代价的,这些写操作,增加了大量的I/O。由于索引的存储结构不同于表的存储,一个表的索引所占空间比数据所占空间还大的情况经常发生。这意味着我们在写数据库的时候做了很多额外的工作,而这个工作只是为了提高读的效率。因此,我们建立一个索引,必须保证这个索引不会“亏本”。一般需要遵守这样的规则:
索引的字段必须是经常作为查询条件的字段;
如果索引多个字段,第一个字段要是经常作为查询条件的。如果只有第二个字段作为查询条件,这个索引不会起到作用;
索引的字段必须有足够的区分度;
Mysql 对于长字段支持前缀索引;
对表进行水平划分
如果一个表的记录数太多了,比如上千万条,而且需要经常检索,那么我们就有必要化整为零了。如果我拆成100个表,那么每个表只有10万条记录。当然这 需要数据在逻辑上可以划分。一个好的划分依据,有利于程序的简单实现,也可以充分利用水平分表的优势。比如系统界面上只提供按月查询的功能,那么把表按月 拆分成12个,每个查询只查询一个表就够了。如果非要按照地域来分,即使把表拆的再小,查询还是要联合所有表来查,还不如不拆了。所以一个好的拆分依据是 最重要的。
这里有个比较好的实例
每个学生做过的题都记录在这个表里,包括对题和错题。每个题会对应一个或多个知识点,我们需要根据错题来分析学生在哪个知识点上掌握的不足。这个表很容 易达到千万级,迫切需要拆分,那么根据什么来拆呢?从需求上看,无论是老师还是学生,最终会把焦点落在一个学生的身上。学生会关心自己,老师会关心自己班 的学生。而且每个学科的知识点是不同的。所以我们很容易想到,联合学科和知识点两个字段来拆分这个表。这样拆下来,每个表大概2万条数据,检索效率非常 高。
对表进行垂直划分
有些表记录数并不多,可能也就2、3万条,但是字段却很长,表占用空间很大,检索表时需要执行大量I/O,严重降低了性能。这个时候需要把大的字段拆分到另一个表,并且该表与原表是一对一的关系。
【试题内容】、【答案信息】两个表,最初是作为几个字段添加到【试题信息】里的,可以看到试题内容和答案这两个字段很长,在表里有3万记录时,表已经占 了1G的空间,在列试题列表时非常慢。经过分析,发现系统很多时候是根据【册】、【单元】、类型、类别、难易程度等查询条件,分页显示试题详细内容。而每 次检索都是这几个表做join,每次要扫描一遍1G的表,很郁闷啊。我们完全可以把内容和答案拆分成另一个表,只有显示详细内容的时候才读这个大表,由此 就产生了【试题内容】、【答案信息】两个表。
选择字段的一般原则是保小不保大,能用占用字节小的字段就不用大字段。比如主键, 我们强烈建议用自增类型,不用guid,为什么?省空间啊?空间是什么?空间就是效率!按4个字节和按32个字节定位一条记录,谁快谁慢太明显了。涉及到 几个表做join时,效果就更明显了。值得一提的是,datetime和timestamp,datetime占用8个字节,而timestamp占用4 个字节,只用了一半,而timestamp表示的范围是1970—2037,对于大多数应用,尤其是记录什么考试时间,登录时间这类信息,绰绰有余啊。
文件、图片等大文件用文件系统存储,不用数据库
不用多说,铁律!!!数据库只存储路径。
外键表示清楚,方便建立索引
我们都知道,在powerdesigner里为两个实体建立关系,生成物理模型时会自动给外键建立索引。所以我们不要怕建立关系把线拉乱,建立个ShortCut就好了。
掌握表的写入时机
在库模式相同的情况下,如何使用数据库也对性能有着重要作用。同样是写入一个表,先写和后写对后续的操作会产生很大影响。例如在上面提到的适度冗余里的例子,
我们最初的目的是记录考生的总分,以达到提高检索效率的目的,也就是在录入成绩时写入这个表。在需求里有这样的要求:列出本次考试的所有学生成绩,没有 录入成绩的也显示该学生名称,只是总分显示为空。这个查询就需要用【学生信息】left outer join 【学生考试总分信息】,大家都知道outer join 的效率比join是要低的,为了避免这个问题,我们就在布置考试的时候写入这个表,把所有学生都插入进去,分数都是null,这样一来我们就可以用 join达到这个效果了。而且还有这样的好处:在某次考试中,安排了一个班所有学生考试,所有学生都录入了成绩。现在班里转来一个新生,那么在此时如果查 询学生成绩,就会列出这个新生,结果是未录入成绩,这显然是不对的。如果在安排的时候就写入,就可以记录下该次考试中实际的考生了,这个表的作用,也就不 知是冗余了。
宁可集中批量操作,避免频繁读写
系统里包含了积分部分,学生和老师通过系统做了操作都可以获得积分,而且积分规 则很复杂,限制每类操作获得积分不同,每人每天每类积分都有上限。比如登录,一次登录就可以获得1分,但是不管你登录多少次,一天只能累积一个登录积分。 这个还是简单的,有的积分很变态,比如老师积分中有一类是看老师判作业的情况,规则是:老师判了作业,发现学生有错的,学生改过了,老师再判,如果这时候 学生都对了,就给老师加分,如果学生还是错的,那就接着改,知道学生都改对了,老师都判完了,才能给老师加分。如果用程序来处理,很可能每个功能都会额外 的写一堆代码来处理这个鸡肋似的积分。不仅编程的同事干活找不到重点,还平白给数据库带来了很大的压力。经过和需求人员的讨论,确定积分没有必要实时累 积,于是我们采取后台脚本批量处理的方式。夜深人静的时候,让机器自己玩去吧。
这个变态的积分规则用批处理读出来是这样的:
如果我要统计每个学生每道题的得分情况,我们除了要给每个表的主键外键建立索引,还要对【得分情况】的实际得分字段索引,这样,整个查询就可以从索引得到数据了。
三、数据库参数配置
最重要的参数就是内存,我们主要用的innodb引擎,所以下面两个参数调的很大
# Additional memory pool that is used by InnoDB to store metadata
# information. If InnoDB requires more memory for this purpose it will
# start to allocate it from the OS. As this is fast enough on most
# recent operating systems, you normally do not need to change this
# value. SHOW INNODB STATUS will display the current amount used.
innodb_additional_mem_pool_size = 64M
# InnoDB, unlike MyISAM, uses a buffer pool to cache both indexes and
# row data. The bigger you set this the less disk I/O is needed to
# access data in tables. On a dedicated database server you may set this
# parameter up to 80% of the machine physical memory size. Do not set it
# too large, though, because competition of the physical memory may
# cause paging in the operating system. Note that on 32bit systems you
# might be limited to 2-3.5G of user level memory per process, so do not
# set it too high.
innodb_buffer_pool_size = 5G
对于myisam,需要调整key_buffer_size
当然调整参数还是要看状态,用show status语句可以看到当前状态,以决定改调整哪些参数
Cretated_tmp_disk_tables 增加tmp_table_size
Handler_read_key 高表示索引正确 Handler_read_rnd高表示索引不正确
Key_reads/Key_read_requests 应小于0.01 计算缓存损失率,增加Key_buffer_size
Opentables/Open_tables 增加table_cache
select_full_join 没有实用索引的链接的数量。如果不为0,应该检查索引。
select_range_check 如果不为0,该检查表索引。
sort_merge_passes 排序算法已经执行的合并的数量。如果该值较大,应增加sort_buffer_size
table_locks_waited 不能立即获得的表的锁的次数,如果该值较高,应优化查询
Threads_created 创建用来处理连接的线程数。如果Threads_created较大,要增加 thread_cache_size值。
缓存访问率的计算方法Threads_created/Connections。
四、合理的硬件资源和操作系统
如果你的机器内存超过4G,那么毋庸置疑应当采用64位操作系统和64位mysql
读写分离
如果数据库压力很大,一台机器支撑不了,那么可以用mysql复制实现多台机器同步,将数据库的压力分散。
Master
Slave1
Slave2
Slave3
主库master用来写入,slave1—slave3都用来做select,每个数据库分担的压力小了很多。
要实现这种方式,需要程序特别设计,写都操作master,读都操作slave,给程序开发带来了额外负担。当然目前已经有中间件来实现这个代理,对程 序来读写哪些数据库是透明的。官方有个mysql-proxy,但是还是alpha版本的。新浪有个amobe for mysql,也可达到这个目的,结构如下