面試官如果問你：你會從哪些維度進行MySQL性能優(yōu)化?你會怎么回答?

創(chuàng)新互聯(lián)專注于網站設計、成都網站建設、網頁設計、網站制作、網站開發(fā)。公司秉持“客戶至上,用心服務”的宗旨,從客戶的利益和觀點出發(fā),讓客戶在網絡營銷中找到自己的駐足之地。尊重和關懷每一位客戶，用嚴謹?shù)膽B(tài)度對待客戶，用專業(yè)的服務創(chuàng)造價值，成為客戶值得信賴的朋友，為客戶解除后顧之憂。

所謂的性能優(yōu)化，一般針對的是MySQL查詢的優(yōu)化。既然是優(yōu)化查詢，我們自然要先知道查詢操作要經過哪些環(huán)節(jié)，然后思考可以在哪些環(huán)節(jié)進行優(yōu)化。

SQL查詢的環(huán)節(jié)

下面從5個角度介紹一下MySQL優(yōu)化的一些策略。

1. 連接配置優(yōu)化

處理連接是MySQL客戶端和MySQL服務端親熱的第一步，第一步都邁不好，也就別談后來的故事了。

既然連接是雙方的事情，我們自然從服務端和客戶端兩個方面來進行優(yōu)化嘍。

1.1 服務端配置

服務端需要做的就是盡可能地多接受客戶端的連接，或許你遇到過error 1040: Too many connections的錯誤?就是服務端的胸懷不夠寬廣導致的，格局太小!

我們可以從兩個方面解決連接數(shù)不夠的問題：

增加可用連接數(shù)，修改環(huán)境變量max_connections，默認情況下服務端的最大連接數(shù)為151個。

mysql> show variables like 'max_connections';
+-----------------+-------+
| Variable_name   | Value |
+-----------------+-------+
| max_connections | 151   |
+-----------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

及時釋放不活動的連接，系統(tǒng)默認的客戶端超時時間是28800秒(8小時)，我們可以把這個值調小一點。

mysql> show variables like 'wait_timeout';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| wait_timeout  | 28800 |
+---------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

MySQL有非常多的配置參數(shù)，并且大部分參數(shù)都提供了默認值，默認值是MySQL作者經過精心設計的，完全可以滿足大部分情況的需求，不建議在不清楚參數(shù)含義的情況下貿然修改。

1.2 客戶端優(yōu)化

客戶端能做的就是盡量減少和服務端建立連接的次數(shù)，已經建立的連接能湊合用就湊合用，別每次執(zhí)行個SQL語句都創(chuàng)建個新連接，服務端和客戶端的資源都吃不消啊。

解決的方案就是使用連接池來復用連接。

常見的數(shù)據(jù)庫連接池有DBCP、C3P0、阿里的Druid、Hikari，前兩者用得很少了，后兩者目前如日中天。

但是需要注意的是連接池并不是越大越好，比如Druid的默認最大連接池大小是8，Hikari默認最大連接池大小是10，盲目地加大連接池的大小，系統(tǒng)執(zhí)行效率反而有可能降低。為什么?

對于每一個連接，服務端會創(chuàng)建一個單獨的線程去處理，連接數(shù)越多，服務端創(chuàng)建的線程自然也就越多。而線程數(shù)超過CPU個數(shù)的情況下，CPU勢必要通過分配時間片的方式進行線程的上下文切換，頻繁的上下文切換會造成很大的性能開銷。

Hikari官方給出了一個PostgreSQL數(shù)據(jù)庫連接池大小的建議值公式，CPU核心數(shù)*2+1。假設服務器的CPU核心數(shù)是4，把連接池設置成9就可以了。這種公式在一定程度上對其他數(shù)據(jù)庫也是適用的，大家面試的時候可以吹一吹。

2. 架構優(yōu)化

2.1 使用緩存

系統(tǒng)中難免會出現(xiàn)一些比較慢的查詢，這些查詢要么是數(shù)據(jù)量大，要么是查詢復雜(關聯(lián)的表多或者是計算復雜)，使得查詢會長時間占用連接。

如果這種數(shù)據(jù)的實效性不是特別強(不是每時每刻都會變化，例如每日報表)，我們可以把此類數(shù)據(jù)放入緩存系統(tǒng)中，在數(shù)據(jù)的緩存有效期內，直接從緩存系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，這樣就可以減輕數(shù)據(jù)庫的壓力并提升查詢效率。

緩存的使用

2.2 讀寫分離(集群、主從復制)

項目的初期，數(shù)據(jù)庫通常都是運行在一臺服務器上的，用戶的所有讀寫請求會直接作用到這臺數(shù)據(jù)庫服務器，單臺服務器承擔的并發(fā)量畢竟是有限的。

針對這個問題，我們可以同時使用多臺數(shù)據(jù)庫服務器，將其中一臺設置為為小組長，稱之為master節(jié)點，其余節(jié)點作為組員，叫做slave。用戶寫數(shù)據(jù)只往master節(jié)點寫，而讀的請求分攤到各個slave節(jié)點上。這個方案叫做讀寫分離。給組長加上組員組成的小團體起個名字，叫集群。

這就是集群

注：很多開發(fā)者不滿master-slave這種具有侵犯性的詞匯(因為他們認為會聯(lián)想到種族歧視、黑人奴隸等)，所以發(fā)起了一項更名運動。

受此影響MySQL也會逐漸停用master、slave等術語，轉而用source和replica替代，大家碰到的時候明白即可。

使用集群必然面臨一個問題，就是多個節(jié)點之間怎么保持數(shù)據(jù)的一致性。畢竟寫請求只往master節(jié)點上發(fā)送了，只有master節(jié)點的數(shù)據(jù)是最新數(shù)據(jù)，怎么把對master節(jié)點的寫操作也同步到各個slave節(jié)點上呢?

主從復制技術來了!我在一條SQL更新語句是如何執(zhí)行的?中粗淺地介紹了一下binlog日志，我直接搬過來了。

binlog是實現(xiàn)MySQL主從復制功能的核心組件。master節(jié)點會將所有的寫操作記錄到binlog中，slave節(jié)點會有專門的I/O線程讀取master節(jié)點的binlog，將寫操作同步到當前所在的slave節(jié)點。

主從復制

這種集群的架構對減輕主數(shù)據(jù)庫服務器的壓力有非常好的效果，但是隨著業(yè)務數(shù)據(jù)越來越多，如果某張表的數(shù)據(jù)量急劇增加，單表的查詢性能就會大幅下降，而這個問題是讀寫分離也無法解決的，畢竟所有節(jié)點存放的是一模一樣的數(shù)據(jù)啊，單表查詢性能差，說的自然也是所有節(jié)點性能都差。

這時我們可以把單個節(jié)點的數(shù)據(jù)分散到多個節(jié)點上進行存儲，這就是分庫分表。

2.3 分庫分表

分庫分表中的節(jié)點的含義比較寬泛，要是把數(shù)據(jù)庫作為節(jié)點，那就是分庫;如果把單張表作為節(jié)點，那就是分表。

大家都知道分庫分表分成垂直分庫、垂直分表、水平分庫和水平分表，但是每次都記不住這些概念，我就給大家詳細說一說，幫助大家理解。

2.3.1 垂直分庫

垂直分庫

在單體數(shù)據(jù)庫的基礎上垂直切幾刀，按照業(yè)務邏輯拆分成不同的數(shù)據(jù)庫，這就是垂直分庫啦。

垂直分庫

2.3.2 垂直分表

垂直分表

垂直分表就是在單表的基礎上垂直切一刀(或幾刀)，將一個表的多個字短拆成若干個小表，這種操作需要根據(jù)具體業(yè)務來進行判斷，通常會把經常使用的字段(熱字段)分成一個表，不經常使用或者不立即使用的字段(冷字段)分成一個表，提升查詢速度。

垂直分表

拿上圖舉例：通常情況下商品的詳情信息都比較長，而且查看商品列表時往往不需要立即展示商品詳情(一般都是點擊詳情按鈕才會進行顯示)，而是會將商品更重要的信息(價格等)展示出來，按照這個業(yè)務邏輯，我們將原來的商品表做了垂直分表。

2.3.3 水平分表

把單張表的數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則(行話叫分片規(guī)則)保存到多個數(shù)據(jù)表上，橫著給數(shù)據(jù)表來一刀(或幾刀)，就是水平分表了。

水平分表

水平分表

2.3.4 水平分庫

水平分庫就是對單個數(shù)據(jù)庫水平切一刀，往往伴隨著水平分表。

水平分庫

水平分庫

2.3.5 總結

水平分，主要是為了解決存儲的瓶頸;垂直分，主要是為了減輕并發(fā)壓力。

2.4 消息隊列削峰

通常情況下，用戶的請求會直接訪問數(shù)據(jù)庫，如果同一時刻在線用戶數(shù)量非常龐大，極有可能壓垮數(shù)據(jù)庫(參考明星出軌或公布戀情時微博的狀態(tài))。

這種情況下可以通過使用消息隊列降低數(shù)據(jù)庫的壓力，不管同時有多少個用戶請求，先存入消息隊列，然后系統(tǒng)有條不紊地從消息隊列中消費請求。

隊列削峰

3. 優(yōu)化器——SQL分析與優(yōu)化

處理完連接、優(yōu)化完緩存等架構的事情，SQL查詢語句來到了解析器和優(yōu)化器的地盤了。在這一步如果出了任何問題，那就只能是SQL語句的問題了。

只要你的語法不出問題，解析器就不會有問題。此外，為了防止你寫的SQL運行效率低，優(yōu)化器會自動做一些優(yōu)化，但如果實在是太爛，優(yōu)化器也救不了你了，只能眼睜睜地看著你的SQL查詢淪為慢查詢。

3.1 慢查詢

慢查詢就是執(zhí)行地很慢的查詢(這句話說得跟廢話似的。。。)，只有知道MySQL中有哪些慢查詢我們才能針對性地進行優(yōu)化。

因為開啟慢查詢日志是有性能代價的，因此MySQL默認是關閉慢查詢日志功能，使用以下命令查看當前慢查詢狀態(tài)。

mysql> show variables like 'slow_query%';
+---------------------+--------------------------------------+
| Variable_name       | Value                                |
+---------------------+--------------------------------------+
| slow_query_log      | OFF                                  |
| slow_query_log_file | /var/lib/mysql/9e74f9251f6c-slow.log |
+---------------------+--------------------------------------+
2 rows in set (0.00 sec)

slow_query_log表示當前慢查詢日志是否開啟，slow_query_log_file表示慢查詢日志的保存位置。

除了上面兩個變量，我們還需要確定“慢”的指標是什么，即執(zhí)行超過多長時間才算是慢查詢，默認是10S，如果改成0的話就是記錄所有的SQL。

mysql> show variables like '%long_query%';
+-----------------+-----------+
| Variable_name   | Value     |
+-----------------+-----------+
| long_query_time | 10.000000 |
+-----------------+-----------+
1 row in set (0.00 sec)

3.1.1 打開慢日志

有兩種打開慢日志的方式。

• 修改配置文件my.cnf。

此種修改方式系統(tǒng)重啟后依然有效。

# 是否開啟慢查詢日志
slow_query_log=ON
# 
long_query_time=2
slow_query_log_file=/var/lib/mysql/slow.log

• 動態(tài)修改參數(shù)(重啟后失效)。

mysql> set @@global.slow_query_log=1;
Query OK, 0 rows affected (0.06 sec)

mysql> set @@global.long_query_time=2;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

3.1.2 慢日志分析

MySQL不僅為我們保存了慢日志文件，還為我們提供了慢日志查詢的工具mysqldumpslow，為了演示這個工具，我們先構造一條慢查詢：

mysql> SELECT sleep(5);

然后我們查詢用時最多的1條慢查詢：

[root@iZ2zejfuakcnnq2pgqyzowZ ~]# mysqldumpslow -s t -t 1 -g 'select' /var/lib/mysql/9e74f9251f6c-slow.log

Reading mysql slow query log from /var/lib/mysql/9e74f9251f6c-slow.log
Count: 1  Time=10.00s (10s)  Lock=0.00s (0s)  Rows=1.0 (1), root[root]@localhost
  SELECT sleep(N)

其中，

• Count：表示這個SQL執(zhí)行的次數(shù)。
• Time：表示執(zhí)行的時間，括號中的是累積時間。
• Locks：表示鎖定的時間，括號中的是累積時間。
• Rows：表示返回的記錄數(shù)，括號中的是累積數(shù)。

更多關于mysqldumpslow的使用方式，可以查閱官方文檔，或者執(zhí)行mysqldumpslow --help尋求幫助。

3.2 查看運行中的線程

我們可以運行show full processlist查看MySQL中運行的所有線程，查看其狀態(tài)和運行時間，找到不順眼的，直接kill。

其中，

• Id：線程的唯一標志，可以使用Id殺死指定線程。
• User：啟動這個線程的用戶，普通賬戶只能查看自己的線程。
• Host：哪個ip和端口發(fā)起的連接。
• db：線程操作的數(shù)據(jù)庫。
• Command：線程的命令。
• Time：操作持續(xù)時間，單位秒。
• State：線程的狀態(tài)。
• Info：SQL語句的前100個字符。

3.3 查看服務器運行狀態(tài)

使用SHOW STATUS查看MySQL服務器的運行狀態(tài)，有session和global兩種作用域，一般使用like+通配符進行過濾。

-- 查看select的次數(shù)
mysql> SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'com_select';
+---------------+--------+
| Variable_name | Value  |
+---------------+--------+
| Com_select    | 168241 |
+---------------+--------+
1 row in set (0.05 sec)

3.4 查看存儲引擎運行信息

SHOW ENGINE用來展示存儲引擎的當前運行信息，包括事務持有的表鎖、行鎖信息;事務的鎖等待情況;線程信號量等待;文件IO請求;Buffer pool統(tǒng)計信息等等數(shù)據(jù)。

例如：

SHOW ENGINE INNODB STATUS;

上面這條語句可以展示innodb存儲引擎的當前運行的各種信息，大家可以據(jù)此找到MySQL當前的問題，限于篇幅不在此意義說明其中信息的含義，大家只要知道MySQL提供了這樣一個監(jiān)控工具就行了，等到需要的時候再來用就好。

3.5 EXPLAIN執(zhí)行計劃

通過慢查詢日志我們可以知道哪些SQL語句執(zhí)行慢了，可是為什么慢?慢在哪里呢?

MySQL提供了一個執(zhí)行計劃的查詢命令EXPLAIN，通過此命令我們可以查看SQL執(zhí)行的計劃，所謂執(zhí)行計劃就是：優(yōu)化器會不會優(yōu)化我們自己書寫的SQL語句(比如外連接改內連接查詢，子查詢優(yōu)化為連接查詢...)、優(yōu)化器針對此條SQL的執(zhí)行對哪些索引進行了成本估算，并最終決定采用哪個索引(或者最終選擇不用索引，而是全表掃描)、優(yōu)化器對單表執(zhí)行的策略是什么，等等等等。

EXPLAIN在MySQL5.6.3之后也可以針對UPDATE、DELETE和INSERT語句進行分析，但是通常情況下我們還是用在SELECT查詢上。

這篇文章主要是從宏觀上多個角度介紹MySQL的優(yōu)化策略，因此這里不詳細說明EXPLAIN的細節(jié)，之后單獨成篇。

3.6 SQL與索引優(yōu)化

3.6.1 SQL優(yōu)化

SQL優(yōu)化指的是SQL本身語法沒有問題，但是有實現(xiàn)相同目的的更好的寫法。比如：

• 使用小表驅動大表;用join改寫子查詢;or改成union。
• 連接查詢中，盡量減少驅動表的扇出(記錄數(shù))，訪問被驅動表的成本要盡量低，盡量在被驅動表的連接列上建立索引，降低訪問成本;被驅動表的連接列最好是該表的主鍵或者是唯一二級索引列，這樣被驅動表的成本會降到更低。
• 大偏移量的limit，先過濾再排序。

針對最后一條舉個簡單的例子，下面兩條語句能實現(xiàn)同樣的目的，但是第二條的執(zhí)行效率比第一條執(zhí)行效率要高得多(存儲引擎使用的是InnoDB)，大家感受一下：

-- 1. 大偏移量的查詢
mysql> SELECT * FROM user_innodb LIMIT 9000000,10;
Empty set (8.18 sec)

-- 2.先過濾ID（因為ID使用的是索引），再limit
mysql> SELECT * FROM user_innodb WHERE id > 9000000 LIMIT 10;
Empty set (0.02 sec)

3.6.2 索引優(yōu)化

為慢查詢創(chuàng)建適當?shù)乃饕莻€非常常見并且非常有效的方法，但是索引是否會被高效使用又是另一門學問了。

4. 存儲引擎與表結構

4.1 選擇存儲引擎

一般情況下，我們會選擇MySQL默認的存儲引擎存儲引擎InnoDB，但是當對數(shù)據(jù)庫性能要求精益求精的時候，存儲引擎的選擇也成為一個關鍵的影響因素。

建議根據(jù)不同的業(yè)務選擇不同的存儲引擎，例如：

• 查詢操作、插入操作多的業(yè)務表，推薦使用MyISAM;
• 臨時表使用Memory;
• 并發(fā)數(shù)量大、更新多的業(yè)務選擇使用InnoDB;
• 不知道選啥直接默認。

4.2 優(yōu)化字段

字段優(yōu)化的最終原則是：使用可以正確存儲數(shù)據(jù)的最小的數(shù)據(jù)類型。

4.2.1 整數(shù)類型

MySQL提供了6種整數(shù)類型，分別是

• tinyint
• smallint
• mediumint
• int
• integer
• bigint

不同的存儲類型的最大存儲范圍不同，占用的存儲的空間自然也不同。

例如，是否被刪除的標識，建議選用tinyint，而不是bigint。

4.2.2 字符類型

你是不是直接把所有字符串的字段都設置為varchar格式了?甚至怕不夠，還會直接設置成varchar(1024)的長度?

如果不確定字段的長度，肯定是要選擇varchar，但是varchar需要額外的空間來記錄該字段目前占用的長度;因此如果字段的長度是固定的，盡量選用char，這會給你節(jié)約不少的內存空間。

4.2.3 非空

非空字段盡量設置成NOT NULL，并提供默認值，或者使用特殊值代替NULL。

因為NULL類型的存儲和優(yōu)化都會存在性能不佳的問題，具體原因在這里就不展開了。

4.2.4 不要用外鍵、觸發(fā)器和視圖功能

這也是「阿里巴巴開發(fā)手冊」中提到的原則。原因有三個：

降低了可讀性，檢查代碼的同時還得查看數(shù)據(jù)庫的代碼;

把計算的工作交給程序，數(shù)據(jù)庫只做好存儲的工作，并把這件事情做好;

數(shù)據(jù)的完整性校驗的工作應該由開發(fā)者完成，而不是依賴于外鍵，一旦用了外鍵，你會發(fā)現(xiàn)測試的時候隨便刪點垃圾數(shù)據(jù)都變得異常艱難。

4.2.5 圖片、音頻、視頻存儲

不要直接存儲大文件，而是要存儲大文件的訪問地址。

4.2.6 大字段拆分和數(shù)據(jù)冗余

大字段拆分其實就是前面說過的垂直分表，把不常用的字段或者數(shù)據(jù)量較大的字段拆分出去，避免列數(shù)過多和數(shù)據(jù)量過大，尤其是習慣編寫SELECT *的情況下，列數(shù)多和數(shù)據(jù)量大導致的問題會被嚴重放大!

字段冗余原則上不符合數(shù)據(jù)庫設計范式，但是卻非常有利于快速檢索。比如，合同表中存儲客戶id的同時可以冗余存儲客戶姓名，這樣查詢時就不需要再根據(jù)客戶id獲取用戶姓名了。因此針對業(yè)務邏輯適當做一定程度的冗余也是一種比較好的優(yōu)化技巧。

5. 業(yè)務優(yōu)化

嚴格來說，業(yè)務方面的優(yōu)化已經不算是MySQL調優(yōu)的手段了，但是業(yè)務的優(yōu)化卻能非常有效地減輕數(shù)據(jù)庫訪問壓力，這方面一個典型例子就是淘寶，下面舉幾個簡單例子給大家提供一下思路：

• 以往都是雙11當晚開始買買買的模式，最近幾年雙11的預售戰(zhàn)線越拉越長，提前半個多月就開始了，而且各種定金紅包模式叢出不窮，這種方式叫做預售分流。這樣做可以分流客戶的服務請求，不必等到雙十一的凌晨一股腦地集體下單;
• 雙十一的凌晨你或許想查詢當天之外的訂單，但是卻查詢失敗;甚至支付寶里的小雞的口糧都被延遲發(fā)放了，這是一種降級策略，集結不重要的服務的計算資源，用來保證當前最核心的業(yè)務;
• 雙十一的時候支付寶極力推薦使用花唄支付，而不是銀行卡支付，雖然一部分考量是提高軟件粘性，但是另一方面，使用余額寶實際使用的阿里內部服務器，訪問速度快，而使用銀行卡，需要調用銀行接口，相比之下操作要慢了許多。

MySQL優(yōu)化的總結寫到此就結束了，其中有不少細節(jié)沒有提及，多少讓我感覺這篇文章不完美。但是有些知識點掰開講又太多了，不可能一下子全部寫下，之后再好好寫吧。

網頁標題：MySQL優(yōu)化的五個維度，你學會了嗎？
轉載源于：http://uogjgqi.cn/article/coghhoe.html