MySQL性能优化

By | 2010/12/31

自己没有高产的本领,就只能踩着巨人的肩膀来学习了。分享一篇cooshell翻译的一篇文章:20条MySQL性能优化的最佳实践

其实一共21条经验之谈,拜读完之后觉得还是只摘抄下那些经常遇到或者可以避免的宝贵经验吧。一口吃不成胖子,只是这几点能应用好的话,相信做出的项目已经很高效了。

1.为查询缓存优化查询

一般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。当有很多相同的查询被执行了多次的时候,查询结果会被放到一个缓存中,后续的相同的查询就不用操作表而直接访问缓存结果了。这里最主要的问题是对于程序员来说,我们某些查询语句会让MySQL不使用缓存。请看下面的示例:

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// 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'");

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。不过这一点个人觉得还要看实际情况,如果真是条件里面包含now()的语句,即使缓存了也没有作用,因为下一次的查询一定是要变的,还不如不缓存来的高效。但是例子里面那个按照年月日就有作用了,同一天的查询都会去缓存。

2.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结构的性能瓶颈。EXPLAIN 的查询结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。挑一个你的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。你可以使用phpmyadmin来做这个事。然后,你会看到一张表格。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:

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.只要一行数据时使用 LIMIT 1

当你查询表的有些时候,你已经知道结果只会有一条结果,但因为你可能需要去fetch游标,或是你也许会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。

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。如果在你的表中,有某个字段你总要会经常用来做搜索,那么,请为其建立索引吧。

5.千万不要 ORDER BY RAND()

想打乱返回的数据行?随机挑一个数据?真不知道谁发明了这种用法,但很多新手很喜欢这样用。但你确不了解这样做有多么可怕的性能问题。如果你真的想把返回的数据行打乱了,你有N种方法可以达到这个目的。这样使用只让你的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。就算是你用了Limit 1也无济于事(因为要排序)

6.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,如果你的数据库服务器和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。

7. 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(推荐使用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。

8.使用 ENUM 而不是 VARCHAR

ENUM 类型是非常快和紧凑的。在实际上,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。如果你有一个字段,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9条)告诉你怎么去重新组织你的表结构。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。

9.PROCEDURE ANALYSE()

PROCEDURE ANALYSE() 会让 MySQL 帮你去分析你的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,如果你创建了一个 INT 字段作为你的主键,然而并没有太多的数据,那么,PROCEDURE ANALYSE()会建议你把这个字段的类型改成 MEDIUMINT 。或是你使用了一个 VARCHAR 字段,因为数据不多,你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。

10.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。如果你用整形来存放,只需要4个字节,并且你可以有定长的字段。而且,这会为你带来查询上的优势,尤其是当你需要使用这样的WHERE条件:IP between ip1 and ip2。

我们必需要使用UNSIGNED INT,因为 IP地址会使用整个32位的无符号整形。而你的查询,你可以使用 INET_ATON() 来把一个字符串IP转成一个整形,并使用 INET_NTOA() 把一个整形转成一个字符串IP。在PHP中,也有这样的函数 ip2long() 和 long2ip()。

11.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,需要程序找到主键。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),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。

12.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,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,用户角色的不停地读取了,因为查询缓存会帮你增加很多性能。

另外,你需要注意的是,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。

13.拆分大的 DELETE 或 INSERT 语句

如果你需要在一个在线的网站上去执行一个大的 DELETE 或 INSERT 查询,你需要非常小心,要避免你的操作让你的整个网站停止相应。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。如果你把你的表锁上一段时间,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,可能不仅仅会让你泊WEB服务Crash,还可能会让你的整台服务器马上掛了。所以,如果你有一个大的处理,你定你一定把其拆分,使用 LIMIT 条件是一个好的方法。

14.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,把你的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。如果一个表只会有几列罢了(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。如果你不需要记录时间,使用 DATE 要比 DATETIME 好得多。当然,你也需要留够足够的扩展空间,不然,你日后来干这个事,你会死的很难看,参看Slashdot的例子(2009年11月06日),一个简单的ALTER TABLE语句花了3个多小时,因为里面有一千六百万条数据。

15.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。甚至你只是需要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。他是它支持“行锁”,于是在写操作比较多的时候,会更优秀。并且,他还支持更多的高级应用,比如:事务。

不过新版的mysql已经默认是innodb了,据说是跟myisam的查询效率相当,而且还带来了更多的好处。

16.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。

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,你需要好好地考虑一下你的整个系统的架构。

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