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今天,数据库的操作越来越成为整个应用的性能瓶颈,这点对Web应用尤其明显。关于数据库的性能,这并不是只有DBA才需要担心的事情,更需要我们程序员去关注。当我们设计数据表的结构、操作数据表时,都需要注意这些操作对数据库性能的影响。在此,梳理一些方法,加强理解,方便回溯,避免遗忘。
1. 使用查询缓存,为此优化你的查询
大多数的MySQL服务器都开启了查询缓存,这是提高性能的有效方式之一,而且是被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。
SELECT username, sex, birthday FROM user WHERE insert_time >= CURDATE()
但是,当你的SQL语句中使用了CURDATE()、NOW() 和 RAND() 等诸如此类的SQL函数时,都不会开启查询缓存,因为这些函数的返回值是不定的,易变的。因此,你需要使用一个参数来替代该MySQL函数的返回值。
2. 当你确定结果只有一行数据时,使用 LIMIT 1
当你查询表数据的时候,如果你已经知道查询结果只会有一行,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,而不会继续去fetch游标,往后查少下一条符合记录的数据。
SELECT id, username, sex, birthday FROM user WHERE username = 'admin'
3. 为常用的查询条件字段建立索引
索引并不一定就是给主键或是唯一的字段,如果在你的数据表中,有某个字段你经常用来做查询条件,那么可以考虑为其建立索引。
SELECT id, username, sex, birthday FROM user WHERE username LIKE 'a%'
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,当你需要在一篇大的文章中搜索一个词时,如:“WHERE post_content LIKE ‘%apple%’”,这种情况下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。
4. 在JOIN表的时候使用相同数据类型的字段,并为其建立索引
如果你的查询语句中有很多使用到了JOIN,你应该确认两张表中JOIN的字段是否建过索引,这样,MySQL内部会启动为你优化JOIN的 SQL语句的机制。同时这些被用来JOIN的字段应该是相同的数据类型。例如:如果你要把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。
5. 避免 SELECT *
从数据库里读出越多的数据,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,还会增加网络传输的负载。
6. 为每张数据表设置一个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。
假设你的users表有一个“email”的字段,也不能让它成为主键,因为使用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。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、分区等。
7. 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。
8. 尽可能使用 NOT NULL
除非你有一个很特别的原因去使用NULL值,否则你应该总是让你的字段保持NOT NULL。如果你业务逻辑中,NULL和Empty没有区别,那么你就不要使用NULL。不要以为NULL不需要空间,其需要额外的空间,并且,在你进行比较的时候,你的程序会更复杂。当然,这里并不是说你就不能使用NULL了,在有些情况下,你需要使用NULL值。
9. 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。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。当然,你可以使用“垂直分割”(见下一条),将你的表分割成为两个一个是定长的,一个则是不定长的。
10. 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。
11. 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web服务挂掉,还可能会让你的整台服务器宕机。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。
12. 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。
如果一个表只会有几个字段(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,后面如果要做拓展,则会很困难。
13. 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。
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