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MySQL性能优化
2014-02-25 23:28:31
标签: 网络整理 MySQL 性能优化
1. 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访问缓存结果了。

但是这个事情是很容易被忽略的,因为,某些查询语句会让MySQL不使用缓存。请看下面的示例:

// 查询缓存不开启 
$r = mysql_query("SELECT username FROM user WHERE signup_date >= CURDATE()"); 
 
// 开启查询缓存 
$today = date("Y-m-d"); 
$r = mysql_query("SELECT username FROM user WHERE signup_date >= '$today'");

上面两条SQL语句的差别就是 CURDATE() ,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不定的易变的。所以,需要的就是用一个变量来代替MySQL的函数,从而开启缓存。

2. EXPLAIN SELECT 查询

使用 EXPLAIN 关键字可以让你知道MySQL是如何处理SQL语句的。这可以帮你分析查询语句或是表结构的性能瓶颈。

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

挑一个SELECT语句(推荐挑选那个最复杂的,有多表联接的),把关键字EXPLAIN加到前面。可以使用phpmyadmin来做这个事。然后,会看到一张表格。下面的这个示例中,我们忘记加上了group_id索引,并且有表联接:

当我们为 group_id 字段加上索引后:

可以看到,前一个结果显示搜索了 7883 行,而后一个只是搜索了两个表的 9 和 16 行。查看rows列可以让我们找到潜在的性能问题。

3. 当只要一行数据时使用 LIMIT 1

当查询表的有些时候,如果事先知道结果只会有一条结果,但可能需要去fetch游标,或是需要去检查返回的记录数。在这种情况下,加上 LIMIT 1 可以增加性能。这样一样,MySQL数据库引擎会在找到一条数据后停止搜索,而不是继续往后查少下一条符合记录的数据。

下面的示例,只是为了找一下是否有“中国”的用户,很明显,后面的会比前面的更有效率。(请注意,第一条中是Select *,第二条是Select 1)

// 没有效率的: 
$r = mysql_query("SELECT * FROM user WHERE country = 'China'"); 
if (mysql_num_rows($r) > 0) { 
    // ... 
} 
 
// 有效率的: 
$r = mysql_query("SELECT 1 FROM user WHERE country = 'China' LIMIT 1"); 
if (mysql_num_rows($r) > 0) { 
    // ... 
}
4. 为搜索字段建索引

索引并不一定就是给主键或是唯一的字段。如果在表中有某个字段会经常用来做搜索,那么,请为其建立索引吧。

另外,你应该也需要知道什么样的搜索是不能使用正常的索引的。例如,当需要在一篇大的文章中搜索一个词时,如: “WHERE post_content LIKE ‘%apple%’”,索引可能是没有意义的。你可能需要使用MySQL全文索引或是自己做一个索引(比如说:搜索关键词或是Tag什么的)。

5. 在Join表的时候使用相当类型的列,并将其索引

如果应用程序有很多 JOIN 查询,应该确认两个表中Join的字段是被建过索引的。这样,MySQL内部会启动优化Join的SQL语句的机制。而且,这些被用来Join的字段,应该是相同的类型的。例如:如果要把 DECIMAL 字段和一个 INT 字段Join在一起,MySQL就无法使用它们的索引。对于那些STRING类型,还需要有相同的字符集才行。(两个表的字符集有可能不一样)

// 在state中查找company 
$r = mysql_query("SELECT company_name FROM users 
    LEFT JOIN companies ON (users.state = companies.state) 
    WHERE users.id = $user_id"); 
 
// 两个 state 字段应该是被建过索引的,而且应该是相当的类型,相同的字符集。
6. 不要 ORDER BY RAND()

如果想把返回的数据行打乱,有N种方法可以达到这个目的。使用 ORDER BY RAND() 会让数据库的性能呈指数级的下降。这里的问题是:MySQL会不得不去执行RAND()函数(很耗CPU时间),而且这是为了每一行记录去记行,然后再对其排序。就算是用了Limit 1也无济于事(因为要排序)。

下面的示例是随机挑一条记录

// 不要这样做: 
$r = mysql_query("SELECT username FROM user ORDER BY RAND() LIMIT 1"); 
 
// 这要会更好: 
$r = mysql_query("SELECT count(*) FROM user"); 
$d = mysql_fetch_row($r); 
$rand = mt_rand(0,$d[0] - 1); 
 
$r = mysql_query("SELECT username FROM user LIMIT $rand, 1");
7. 避免 SELECT *

从数据库里读出越多的数据,那么查询就会变得越慢。并且,如果数据库服务器和WEB服务器是两台独立的服务器的话,这还会增加网络传输的负载。所以,应该养成一个需要什么就取什么的好的习惯。

// 不推荐 
$r = mysql_query("SELECT * FROM user WHERE user_id = 1"); 
$d = mysql_fetch_assoc($r); 
echo "Welcome {$d['username']}"; 
 
// 推荐 
$r = mysql_query("SELECT username FROM user WHERE user_id = 1"); 
$d = mysql_fetch_assoc($r); 
echo "Welcome {$d['username']}";
8. 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(推荐使用UNSIGNED),并设置上自动增加的AUTO_INCREMENT标志。

就算是 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,在程序中,应该使用表的ID来构造你的数据结构。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,比如,集群,分区……

在这里,只有一个情况是例外,那就是“关联表”的“外键”,也就是说,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”就是“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。

9. 使用 ENUM 而不是 VARCHAR

ENUM 类型是非常快和紧凑的。实际上,其保存的是 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。

如果有一个字段,比如“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结构。当有一个 VARCHAR 字段时,这个建议会告诉你把其改成 ENUM 类型。使用 PROCEDURE ANALYSE() 可以得到相关的建议。

10. 从 PROCEDURE ANALYSE() 取得建议

PROCEDURE ANALYSE() 会让 MySQL 去分析字段和其实际的数据,并会给你一些有用的建议。只有表中有实际的数据,这些建议才会变得有用,因为要做一些大的决定是需要有数据作为基础的。

例如,如果创建了一个 INT 字段作为主键,然而并没有太多的数据,那么,PROCEDURE ANALYSE()会建议把这个字段的类型改成 MEDIUMINT 。或是使用了一个 VARCHAR 字段,因为数据不多,可能会得到一个让你把它改成 ENUM 的建议。这些建议,都是可能因为数据不够多,所以决策做得就不够准。

一定要注意,这些只是建议,只有当表里的数据越来越多时,这些建议才会变得准确。

11. 尽可能的使用 NOT NULL

除非有一个很特别的原因去使用 NULL 值,应该总是让字段保持 NOT NULL。

不要以为 NULL 不需要空间,其需要额外的空间,并且,在进行比较的时候,程序会更复杂。当然,这里并不是说就不能使用NULL了,现实情况是很复杂的,依然会有些情况下需要使用NULL值。

下面摘自MySQL文档:

 “NULL columns require additional space in the row to record whether their values are NULL. For MyISAM tables, each NULL column takes one bit extra, rounded up to the nearest byte.”

12. Prepared Statements

Prepared Statements很像存储过程,是一种运行在后台的SQL语句集合,我们可以从使用 prepared statements 获得很多好处,无论是性能问题还是安全问题。

Prepared Statements 可以检查一些绑定好的变量,这样可以保护程序不会受到“SQL注入式”攻击。当然,也可以手动地检查这些变量,然而,手动的检查容易出问题, 而且很经常会被忘了。当我们使用一些framework或是ORM的时候,这样的问题会好一些。

在性能方面,当一个相同的查询被使用多次的时候,这会带来可观的性能优势。可以给这些Prepared Statements定义一些参数,而MySQL只会解析一次。

虽然最新版本的MySQL在传输Prepared Statements是使用二进制形势,所以这会使得网络传输非常有效率。

当然,也有一些情况下,我们需要避免使用Prepared Statements,因为其不支持查询缓存(据说版本5.1后支持了)。

13. 把IP地址存成 UNSIGNED INT

很多程序员都会创建一个 VARCHAR(15) 字段来存放字符串形式的IP而不是整形的IP。如果用整形来存放,只需要4个字节,并且可以有定长的字段。而且,这会带来查询上的优势,尤其是当需要使用这样的WHERE条件:IP between ip1 and ip2。必需使用UNSIGNED INT,因为IP地址会使用整个32位的无符号整形。

14. 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 引擎会用另一种方法来处理。

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,需要程找到主键。并且,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(见下一条),可以分割表成为两个一个是定长的,一个则是不定长的。

15. 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方法,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。

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,而且在数据库操作的时候除了个人信息外,并不需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?这样会让表有更好的性能。

示例二: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,可以把这个字段放到另一个表中,这样就不会影响对用户ID,用户名,用户角色的不停地读取了,因为查询缓存会增加很多性能。

另外,需要注意的是,这些被分出去的字段所形成的表,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。

16. 拆分大的 DELETE 或 INSERT 语句

如果需要在一个在线网站上去执行一个大的 DELETE 或 INSERT 查询,需要非常小心,要避免操作让整个网站停止响应。因为这两个操作是会锁表的,表一锁住了,别的操作都进不来了。

Apache 会有很多的子进程或线程。所以,其工作起来相当有效率,而我们的服务器也不希望有太多的子进程,线程和数据库链接,这是极大的占服务器资源的事情,尤其是内存。如果把表锁上一段时间,比如30秒钟,那么对于一个有很高访问量的站点来说,这30秒所积累的访问进程/线程,数据库链接,打开的文件数,可能不仅仅会让WEB服务Crash,还可能会让整台服务器马上挂掉。

17. 越小的列会越快

对于大多数的数据库引擎来说,硬盘操作可能是最重大的瓶颈。所以,把数据变得紧凑会对这种情况非常有帮助,因为这减少了对硬盘的访问。

参看 MySQL 的文档 Storage Requirements 查看所有的数据类型。

如果一个表只有几列罢了(比如说字典表,配置表),那么我们就没有理由使用 INT 来做主键,使用 MEDIUMINT, SMALLINT 或是更小的 TINYINT 会更经济一些。如果不需要记录时间,使用 DATE 要比 DATETIME 好得多。当然,也需要留够足够的扩展空间。

18. 选择正确的存储引擎

在 MySQL 中有两个存储引擎 MyISAM 和 InnoDB,每个引擎都有利有弊。

MyISAM 适合于一些需要大量查询的应用,但其对于有大量写操作并不是很好。甚至只是需要update一个字段,整个表都会被锁起来,而别的进程,就算是读进程都无法操作直到读操作完成。另外,MyISAM 对于 SELECT COUNT(*) 这类的计算是超快无比的。

InnoDB 的趋势会是一个非常复杂的存储引擎,对于一些小的应用,它会比 MyISAM 还慢。但是它支持“行锁” ,于是在写操作比较多的时候,会更优秀。并且,它还支持更多的高级应用,比如:事务。

下面是MySQL的手册

target=”_blank”MyISAM Storage Engine

InnoDB Storage Engine

19. 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。

ORM 的最重要的是“Lazy Loading”,也就是说,只有在需要的去取值的时候才会去真正的去做。但也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。

20. 小心“永久链接”

“永久链接”的目的是用来减少重新创建MySQL链接的次数。当一个链接被创建了,它会永远处在连接的状态,就算是数据库操作已经结束了。而且,自从我们的Apache开始重用它的子进程后——也就是说,下一次的HTTP请求会重用Apache的子进程,并重用相同的 MySQL 链接。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。在决定要使用“永久链接”之前,需要好好地考虑一下整个系统的架构。