作者：唐立勇

出處：https://segmentfault.com/a/1190000013672421

一、什么影響了數(shù)據(jù)庫查詢速度

1.1 影響數(shù)據(jù)庫查詢速度的四個(gè)因素

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1.2 風(fēng)險(xiǎn)分析

QPS： QueriesPerSecond意思是“每秒查詢率”，是一臺(tái)服務(wù)器每秒能夠相應(yīng)的查詢次數(shù)，是對(duì)一個(gè)特定的查詢服務(wù)器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)所處理流量多少的衡量標(biāo)準(zhǔn)。

TPS： 是 TransactionsPerSecond的縮寫，也就是事務(wù)數(shù)/秒。它是軟件測(cè)試結(jié)果的測(cè)量單位。客戶機(jī)在發(fā)送請(qǐng)求時(shí)開始計(jì)時(shí)，收到服務(wù)器響應(yīng)后結(jié)束計(jì)時(shí)，以此來計(jì)算使用的時(shí)間和完成的事務(wù)個(gè)數(shù)。

Tips： 最好不要在主庫上數(shù)據(jù)庫備份，大型活動(dòng)前取消這樣的計(jì)劃。

1、效率低下的 sql：超高的 QPS與 TPS。

2、大量的并發(fā)：數(shù)據(jù)連接數(shù)被占滿（ max_connection默認(rèn) 100，一般把連接數(shù)設(shè)置得大一些）。 并發(fā)量:同一時(shí)刻數(shù)據(jù)庫服務(wù)器處理的請(qǐng)求數(shù)量

3、超高的 CPU使用率： CPU資源耗盡出現(xiàn)宕機(jī)。

4、磁盤 IO：磁盤 IO性能突然下降、大量消耗磁盤性能的計(jì)劃任務(wù)。解決：更快磁盤設(shè)備、調(diào)整計(jì)劃任務(wù)、做好磁盤維護(hù)。

1.3 網(wǎng)卡流量：如何避免無法連接數(shù)據(jù)庫的情況

減少從服務(wù)器的數(shù)量（從服務(wù)器會(huì)從主服務(wù)器復(fù)制日志）

進(jìn)行分級(jí)緩存（避免前端大量緩存失效）

避免使用 select* 進(jìn)行查詢

分離業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)

1.4 大表帶來的問題（ 重要）

1.4.1 大表的特點(diǎn)

• 記錄行數(shù)巨大，單表超千萬

• 表數(shù)據(jù)文件巨大，超過 10個(gè) G

1.4.2 大表的危害

1、慢查詢：很難在短時(shí)間內(nèi)過濾出需要的數(shù)據(jù) 查詢字區(qū)分度低 -> 要在大數(shù)據(jù)量的表中篩選出來其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生大量的磁盤 io -> 降低磁盤效率

2對(duì) DDL影響：

建立索引需要很長(zhǎng)時(shí)間：

• MySQL-v<5.5 建立索引會(huì)鎖表

• MySQL-v>=5.5 建立索引會(huì)造成主從延遲（ mysql建立索引，先在組上執(zhí)行，再在庫上執(zhí)行）

修改表結(jié)構(gòu)需要長(zhǎng)時(shí)間的鎖表：會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間的主從延遲('480秒延遲')

1.4.3 如何處理數(shù)據(jù)庫上的大表

分庫分表把一張大表分成多個(gè)小表

難點(diǎn)：

1、分表主鍵的選擇

2、分表后跨分區(qū)數(shù)據(jù)的查詢和統(tǒng)計(jì)

1.5 大事務(wù)帶來的問題（ ****重要）

1.5.1 什么是事務(wù)

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1.5.2事務(wù)的 ACID屬性

1、原子性（ atomicity)：全部成功，全部回滾失敗。銀行存取款。

2、一致性（consistent)：銀行轉(zhuǎn)賬的總金額不變。

3、隔離性（isolation)：

隔離性等級(jí)：

• 未提交讀( READ UNCOMMITED) 臟讀,兩個(gè)事務(wù)之間互相可見；

• 已提交讀( READ COMMITED)符合隔離性的基本概念,一個(gè)事務(wù)進(jìn)行時(shí)，其它已提交的事物對(duì)于該事務(wù)是可見的，即可以獲取其它事務(wù)提交的數(shù)據(jù)。

• 可重復(fù)讀( REPEATABLE READ) ** InnoDB的默認(rèn)隔離等級(jí)**。事務(wù)進(jìn)行時(shí)，其它所有事務(wù)對(duì)其不可見，即多次執(zhí)行讀，得到的結(jié)果是一樣的！

• 可串行化（ SERIALIZABLE） 在讀取的每一行數(shù)據(jù)上都加鎖，會(huì)造成大量的鎖超時(shí)和鎖征用，嚴(yán)格數(shù)據(jù)一致性且沒有并發(fā)是可使用。

查看系統(tǒng)的事務(wù)隔離級(jí)別： show variables like'%iso%';

開啟一個(gè)新事務(wù)： begin;

提交一個(gè)事務(wù)： commit;

修改事物的隔離級(jí)別： setsession tx_isolation='read-committed';

4、持久性( DURABILITY)：從數(shù)據(jù)庫的角度的持久性，磁盤損壞就不行了

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redolog機(jī)制保證事務(wù)更新的一致性和持久性

1.5.3 大事務(wù)

運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，操作數(shù)據(jù)比較多的事務(wù)；

風(fēng)險(xiǎn)：鎖定數(shù)據(jù)太多，回滾時(shí)間長(zhǎng)，執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)。

• 鎖定太多數(shù)據(jù)，造成大量阻塞和鎖超時(shí)；

• 回滾時(shí)所需時(shí)間比較長(zhǎng)，且數(shù)據(jù)仍然會(huì)處于鎖定；

• 如果執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)，將造成主從延遲，因?yàn)橹挥挟?dāng)主服務(wù)器全部執(zhí)行完寫入日志時(shí)，從服務(wù)器才會(huì)開始進(jìn)行同步，造成延遲。

解決思路：

• 避免一次處理太多數(shù)據(jù)，可以分批次處理；

• 移出不必要的SELECT操作，保證事務(wù)中只有必要的寫操作。

二、什么影響了MySQL性能（ 非常重要)

2.1 影響性能的幾個(gè)方面

1、服務(wù)器硬件。

2、服務(wù)器系統(tǒng)（系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化）。

3、存儲(chǔ)引擎。 MyISAM： 不支持事務(wù)，表級(jí)鎖。 InnoDB: 支持事務(wù)，支持行級(jí)鎖，事務(wù) ACID。

4、數(shù)據(jù)庫參數(shù)配置。

5、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和SQL語句。（重點(diǎn)優(yōu)化）

2.2 MySQL體系結(jié)構(gòu)

分三層：客戶端->服務(wù)層->存儲(chǔ)引擎

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1、MySQL是** 插件式的存儲(chǔ)引擎**，其中存儲(chǔ)引擎分很多種。只要實(shí)現(xiàn)符合mysql存儲(chǔ)引擎的接口，可以開發(fā)自己的存儲(chǔ)引擎!

2、所有跨存儲(chǔ)引擎的功能都是在服務(wù)層實(shí)現(xiàn)的。

3、MySQL的存儲(chǔ)引擎是針對(duì)表的，不是針對(duì)庫的。也就是說在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中可以使用不同的存儲(chǔ)引擎。但是不建議這樣做。

2.3 InnoDB存儲(chǔ)引擎

MySQL5.5及之后版本默認(rèn)的存儲(chǔ)引擎： InnoDB。

2.3.1 InnoDB使用表空間進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

show variables like'innodb_file_per_table

如果innodbfileper_table 為 ON 將建立獨(dú)立的表空間，文件為tablename.ibd；

如果innodbfileper_table 為 OFF 將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到系統(tǒng)的共享表空間，文件為ibdataX（X為從1開始的整數(shù)）；

.frm ：是服務(wù)器層面產(chǎn)生的文件，類似服務(wù)器層的數(shù)據(jù)字典，記錄表結(jié)構(gòu)。

2.3.2 (MySQL5.5默認(rèn))系統(tǒng)表空間與( ****MySQL5.6及以后默認(rèn))獨(dú)立表空間

• 1.1 系統(tǒng)表空間無法簡(jiǎn)單的收縮文件大小，造成空間浪費(fèi)，并會(huì)產(chǎn)生大量的磁盤碎片。

• 1.2 獨(dú)立表空間可以通過 optimeze table 收縮系統(tǒng)文件，不需要重啟服務(wù)器也不會(huì)影響對(duì)表的正常訪問。

• 2.1 如果對(duì)多個(gè)表進(jìn)行刷新時(shí)，實(shí)際上是順序進(jìn)行的，會(huì)產(chǎn)生IO瓶頸。

• 2.2 獨(dú)立表空間可以同時(shí)向多個(gè)文件刷新數(shù)據(jù)。

強(qiáng)烈建立對(duì)Innodb 使用獨(dú)立表空間，優(yōu)化什么的更方便，可控。

2.3.3 系統(tǒng)表空間的表轉(zhuǎn)移到獨(dú)立表空間中的方法

• 1、使用mysqldump 導(dǎo)出所有數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)（存儲(chǔ)過程、觸發(fā)器、計(jì)劃任務(wù)一起都要導(dǎo)出 ）可以在從服務(wù)器上操作。

• 2、停止MYsql 服務(wù)器，修改參數(shù)（my.cnf加入innodbfileper_table），并刪除Inoodb相關(guān)文件（可以重建Data目錄）。

• 3、重啟MYSQL，并重建Innodb系統(tǒng)表空間。

• 4、 重新導(dǎo)入數(shù)據(jù)。

或者 Altertable 同樣可以的轉(zhuǎn)移，但是無法回收系統(tǒng)表空間中占用的空間。

2.4 InnoDB存儲(chǔ)引擎的特性

2.4.1 特性一：事務(wù)性存儲(chǔ)引擎及兩個(gè)特殊日志類型：Redo Log 和 Undo Log

1. Innodb 是一種事務(wù)性存儲(chǔ)引擎。

2. 完全支持事務(wù)的 ACID特性。

3. 支持事務(wù)所需要的兩個(gè)特殊日志類型： RedoLog 和 UndoLog

Redo Log： 實(shí)現(xiàn)事務(wù)的持久性(已提交的事務(wù))。 Undo Log： 未提交的事務(wù)，獨(dú)立于表空間，需要隨機(jī)訪問，可以存儲(chǔ)在高性能io設(shè)備上。

Undo日志記錄某數(shù)據(jù)被修改前的值，可以用來在事務(wù)失敗時(shí)進(jìn)行 rollback； Redo日志記錄某數(shù)據(jù)塊被修改后的值，可以用來恢復(fù)未寫入 data file的已成功事務(wù)更新的數(shù)據(jù)。

2.4.2 特性二：支持行級(jí)鎖

1. InnoDB支持行級(jí)鎖。

2. 行級(jí)鎖可以最大程度地支持并發(fā)。

3. 行級(jí)鎖是由存儲(chǔ)引擎層實(shí)現(xiàn)的。

2.5 什么是鎖

2.5.1 鎖

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2.5.2 鎖類型

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2.5.3 鎖的粒度

MySQL的事務(wù)支持不是綁定在MySQL服務(wù)器本身，** 而是與存儲(chǔ)引擎相關(guān)**

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將table_name加表級(jí)鎖命令： locktable table_name write; 寫鎖會(huì)阻塞其它用戶對(duì)該表的‘讀寫’操作，直到寫鎖被釋放： unlock tables；

1、鎖的開銷越大，粒度越小，并發(fā)度越高。

2、表級(jí)鎖通常是在服務(wù)器層實(shí)現(xiàn)的。

3、行級(jí)鎖是存儲(chǔ)引擎層實(shí)現(xiàn)的。innodb的鎖機(jī)制，服務(wù)器層是不知道的

2.5.4 阻塞和死鎖

（1）阻塞是由于資源不足引起的排隊(duì)等待現(xiàn)象。 （2）死鎖是由于兩個(gè)對(duì)象在擁有一份資源的情況下申請(qǐng)另一份資源，而另一份資源恰好又是這兩對(duì)象正持有的，導(dǎo)致兩對(duì)象無法完成操作，且所持資源無法釋放。

2.6 如何選擇正確的存儲(chǔ)引擎

參考條件：

1、事務(wù)

2、備份( Innobd免費(fèi)在線備份)

3、崩潰恢復(fù)

4、存儲(chǔ)引擎的特有特性

總結(jié): Innodb 大法好。

注意: 盡量別使用混合存儲(chǔ)引擎，比如回滾會(huì)出問題在線熱備問題。

2.7 配置參數(shù)

2.7.1 內(nèi)存配置相關(guān)參數(shù)

確定可以使用的內(nèi)存上限。

內(nèi)存的使用上限不能超過物理內(nèi)存，否則容易造成內(nèi)存溢出；（對(duì)于32位操作系統(tǒng)，MySQL只能試用3G以下的內(nèi)存。）

確定MySQL的 每個(gè)連接 單獨(dú) 使用的內(nèi)存。

注意： 以上四個(gè)參數(shù)是為一個(gè)線程分配的，如果有100個(gè)連接，那么需要×100。

MySQL數(shù)據(jù)庫實(shí)例：

①M(fèi)ySQL是單進(jìn)程多線程（而oracle是多進(jìn)程），也就是說 MySQL實(shí)例在系統(tǒng)上表現(xiàn)就是一個(gè)服務(wù)進(jìn)程，即進(jìn)程；

②MySQL實(shí)例是線程和內(nèi)存組成，實(shí)例才是真正用于操作數(shù)據(jù)庫文件的；

一般情況下一個(gè)實(shí)例操作一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫；集群情況下多個(gè)實(shí)例操作一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫。

如何為緩存池分配內(nèi)存：

Innodb_buffer_pool_size，定義了Innodb所使用緩存池的大小，對(duì)其性能十分重要，必須足夠大，但是過大時(shí)，使得Innodb 關(guān)閉時(shí)候需要更多時(shí)間把臟頁從緩沖池中刷新到磁盤中；

key_buffer_size，定義了MyISAM所使用的緩存池的大小，由于數(shù)據(jù)是依賴存儲(chǔ)操作系統(tǒng)緩存的，所以要為操作系統(tǒng)預(yù)留更大的內(nèi)存空間；

注意： 即使開發(fā)使用的表全部是Innodb表，也要為MyISAM預(yù)留內(nèi)存，因?yàn)镸ySQL系統(tǒng)使用的表仍然是MyISAM表。

max_connections 控制允許的最大連接數(shù)， 一般2000更大。

不要使用外鍵約束保證數(shù)據(jù)的完整性。

2.8 性能優(yōu)化順序

從上到下：

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