第六篇: 資料庫優化方案

阿新 • • 發佈：2022-05-19

MYSQL 應該是最流行了 WEB 後端資料庫。WEB 開發語言近期發展非常快，PHP， Ruby, Python, Java 各有特點，儘管 NOSQL 近期越來越多的被提到，可是相信大部分架構師還是會選擇 MYSQL 來做資料儲存。

MYSQL 如此方便和穩定。以至於我們在開發 WEB 程式的時候非常少想到它。即使想到優化也是程式級別的，比方。不要寫過於消耗資源的 SQL 語句。可是除此之外，在整個系統上仍然有非常多能夠優化的地方。

一、選擇合適的儲存引擎: InnoDB

除非你的資料表使用來做僅僅讀或者全文檢索 (相信如今提到全文檢索，沒人會用 MYSQL 了)。你應該預設選擇 InnoDB 。

你自己在測試的時候可能會發現 MyISAM 比 InnoDB 速度快。這是由於： MyISAM 僅僅快取索引，而 InnoDB 快取資料和索引，MyISAM 不支援事務。可是假設你使用 innodb_flush_log_at_trx_commit = 2 能夠獲得接近的讀取效能 (相差百倍) 。

1.1 怎樣將現有的 MyISAM 資料庫轉換為 InnoDB:

mysql -u [USER_NAME] -p -e "SHOW TABLES IN [DATABASE_NAME];" | tail -n +2 | xargs -I '{}' echo "ALTER TABLE {} ENGINE=InnoDB;" > alter_table.sql
perl -p -i -e 's/(search_[a-z_]+ ENGINE=)InnoDB//1MyISAM/g' alter_table.sql
mysql -u [USER_NAME] -p [DATABASE_NAME] < alter_table.sql

1.2 為每一個表分別建立 InnoDB FILE：

innodb_file_per_table=1

這樣能夠保證 ibdata1 檔案不會過大。失去控制。尤其是在執行 mysqlcheck -o –all-databases 的時候。

二、保證從記憶體中讀取資料。講資料儲存在記憶體中

2.1 足夠大的 innodb_buffer_pool_size

推薦將資料全然儲存在 innodb_buffer_pool_size ，即按儲存量規劃 innodb_buffer_pool_size 的容量。這樣你能夠全然從記憶體中讀取資料。最大限度降低磁碟操作。

2.1.1 怎樣確定 innodb_buffer_pool_size 足夠大。資料是從記憶體讀取而不是硬碟？

方法 1

mysql> SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'innodb_buffer_pool_pages_%';
+----------------------------------+--------+
| Variable_name                    | Value  |
+----------------------------------+--------+
| Innodb_buffer_pool_pages_data    | 129037 |
| Innodb_buffer_pool_pages_dirty   | 362    |
| Innodb_buffer_pool_pages_flushed | 9998   |
| Innodb_buffer_pool_pages_free    | 0      |  !!!!!!!!
| Innodb_buffer_pool_pages_misc    | 2035   |
| Innodb_buffer_pool_pages_total   | 131072 |
+----------------------------------+--------+
6 rows in set (0.00 sec)

發現 Innodb_buffer_pool_pages_free 為 0，則說明 buffer pool 已經被用光，須要增大 innodb_buffer_pool_size

InnoDB 的其它幾個引數：

innodb_additional_mem_pool_size = 1/200 of buffer_pool
innodb_max_dirty_pages_pct 80%

方法 2

或者用iostat -d -x -k 1 命令，檢視硬碟的操作。

2.1.2 server上是否有足夠記憶體用來規劃

執行 echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches 清除作業系統的檔案快取。能夠看到真正的記憶體使用量。

2.2 資料預熱

預設情況，僅僅有某條資料被讀取一次，才會快取在 innodb_buffer_pool。所以，資料庫剛剛啟動，須要進行資料預熱，將磁碟上的全部資料快取到記憶體中。

資料預熱能夠提高讀取速度。

對於 InnoDB 資料庫，能夠用下面方法，進行資料預熱:

\1. 將下面指令碼儲存為 MakeSelectQueriesToLoad.sql

SELECT DISTINCT
    CONCAT('SELECT ',ndxcollist,' FROM ',db,'.',tb,
    ' ORDER BY ',ndxcollist,';') SelectQueryToLoadCache
    FROM
    (
        SELECT
            engine,table_schema db,table_name tb,
            index_name,GROUP_CONCAT(column_name ORDER BY seq_in_index) ndxcollist
        FROM
        (
            SELECT
                B.engine,A.table_schema,A.table_name,
                A.index_name,A.column_name,A.seq_in_index
            FROM
                information_schema.statistics A INNER JOIN
                (
                    SELECT engine,table_schema,table_name
                    FROM information_schema.tables WHERE
                    engine='InnoDB'
                ) B USING (table_schema,table_name)
            WHERE B.table_schema NOT IN ('information_schema','mysql')
            ORDER BY table_schema,table_name,index_name,seq_in_index
        ) A
        GROUP BY table_schema,table_name,index_name
    ) AA
ORDER BY db,tb
;

\2. 執行

mysql -uroot -AN < /root/MakeSelectQueriesToLoad.sql > /root/SelectQueriesToLoad.sql

\3. 每次重新啟動資料庫，或者整庫備份前須要預熱的時候執行：

mysql -uroot < /root/SelectQueriesToLoad.sql > /dev/null 2>&1

2.3 不要讓資料存到 SWAP 中

假設是專用 MYSQL server。能夠禁用 SWAP，假設是共享server，確定 innodb_buffer_pool_size 足夠大。或者使用固定的記憶體空間做快取，使用 memlock 指令。

三、定期優化重建資料庫

mysqlcheck -o –all-databases 會讓 ibdata1 不斷增大。真正的優化僅僅有重建資料表結構：

CREATE TABLE mydb.mytablenew LIKE mydb.mytable;
INSERT INTO mydb.mytablenew SELECT * FROM mydb.mytable;
ALTER TABLE mydb.mytable RENAME mydb.mytablezap;
ALTER TABLE mydb.mytablenew RENAME mydb.mytable;
DROP TABLE mydb.mytablezap;

四、降低磁碟寫入操作

4.1 使用足夠大的寫入快取 innodb_log_file_size

可是須要注意假設用 1G 的 innodb_log_file_size 。假如server當機。須要 10 分鐘來恢復。

推薦 innodb_log_file_size 設定為 0.25 * innodb_buffer_pool_size

4.2 innodb_flush_log_at_trx_commit

這個選項和寫磁碟操作密切相關：

innodb_flush_log_at_trx_commit = 1 則每次改動寫入磁碟
innodb_flush_log_at_trx_commit = 0/2 每秒寫入磁碟

假設你的應用不涉及非常高的安全性 (金融系統)，或者基礎架構足夠安全，或者事務都非常小，都能夠用 0 或者 2 來減少磁碟操作。

4.3 避免雙寫入緩衝

innodb_flush_method=O_DIRECT

五、提高磁碟讀寫速度

RAID0 尤其是在使用 EC2 這樣的虛擬磁碟 (EBS) 的時候，使用軟 RAID0 很重要。

六、充分使用索引

6.1 檢視現有表結構和索引

SHOW CREATE TABLE db1.tb1/G

6.2 加入必要的索引

索引是提高查詢速度的唯一方法。比方搜尋引擎用的倒排索引是一樣的原理。

索引的加入須要依據查詢來確定。比方通過慢查詢日誌或者查詢日誌,或者通過 EXPLAIN 命令分析查詢。

ADD UNIQUE INDEX
ADD INDEX

6.2.1 比方，優化使用者驗證表：

加入索引

ALTER TABLE users ADD UNIQUE INDEX username_ndx (username);
ALTER TABLE users ADD UNIQUE INDEX username_password_ndx (username,password);

每次重新啟動server進行資料預熱

echo “select username,password from users;” > /var/lib/mysql/upcache.sql

加入啟動指令碼到 my.cnf

[mysqld]
init-file=/var/lib/mysql/upcache.sql

6.2.2 使用自己主動加索引的框架或者自己主動拆分表結構的框架

比方。Rails 這種框架。會自己主動加入索引。Drupal 這種框架會自己主動拆分表結構。

會在你開發的初期指明正確的方向。所以，經驗不太豐富的人一開始就追求從 0 開始構建，實際是不好的做法。

七、分析查詢日誌和慢查詢日誌

記錄全部查詢。這在用 ORM 系統或者生成查詢語句的系統非常實用。

log=/var/log/mysql.log

注意不要在生產環境用。否則會佔滿你的磁碟空間。

記錄執行時間超過 1 秒的查詢：

long_query_time=1
log-slow-queries=/var/log/mysql/log-slow-queries.log

八、激進的方法。使用記憶體磁碟

如今基礎設施的可靠性已經非常高了，比方 EC2 差點兒不用操心server硬體當機。並且記憶體實在是廉價。非常easy買到幾十G記憶體的server，能夠用記憶體磁碟。定期備份到磁碟。

將 MYSQL 資料夾遷移到 4G 的記憶體磁碟

mkdir -p /mnt/ramdisk
sudo mount -t tmpfs -o size=4000M tmpfs /mnt/ramdisk/
mv /var/lib/mysql /mnt/ramdisk/mysql
ln -s /tmp/ramdisk/mysql /var/lib/mysql
chown mysql:mysql mysql

九、用 NOSQL 的方式使用 MYSQL

B-TREE 仍然是最高效的索引之中的一個，全部 MYSQL 仍然不會過時。

用 HandlerSocket 跳過 MYSQL 的 SQL 解析層。MYSQL 就真正變成了 NOSQL。

十、其它

單條查詢最後新增 LIMIT 1，停止全表掃描。
將非”索引”資料分離，比方將大篇文章分離儲存，不影響其它自己主動查詢。
不用 MYSQL 內建的函式。由於內建函式不會建立查詢快取。
PHP 的建立連線速度很快，全部能夠不用連線池。否則可能會造成超過連線數。當然不用連線池 PHP 程式也可能將
連線數佔滿比方用了 @ignore_user_abort(TRUE);
使用 IP 而不是域名做資料庫路徑。避免 DNS 解析問題