MySQL 可以很好的支持大数据量的存取,但是一般说来,数据库中的表越小,在它上面执行的查询也就会越快。因此,在创建表的时候,为了获得更好的性能,我们可以将表中字段的宽度设得尽可能小。例如,在定义邮政编码这个字段时,如果将其设置为CHAR(255),显然给数据库增加了不必要的空间,甚至使用VARCHAR这种类型也是多余的,因为CHAR(6)就可以很好的完成任务了。同样的,如果可以的话,我们应该使用MEDIUMINT而不是BIGIN来定义整型字段。
另外一个提高效率的方法是在可能的情况下,应该尽量把字段设置为NOT NULL,这样在将来执行查询的时候,数据库不用去比较NULL值。
对于某些文本字段,例如“省份”或者“性别”,我们可以将它们定义为ENUM类型。因为在MySQL中,ENUM类型被当作数值型数据来处理,而数值型数据被处理起来的速度要比文本类型快得多。这样,我们又可以提高数据库的性能。
2、使用连接(JOIN)来代替子查询(Sub-Queries)
MySQL 从4.1开始支持SQL的子查询。这个技术可以使用SELECT语句来创建一个单列的查询结果,然后把这个结果作为过滤条件用在另一个查询中。例如,我们要将客户基本信息表中没有任何订单的客户删除掉,就可以利用子查询先从销售信息表中将所有发出订单的客户ID取出来,然后将结果传递给主查询,如下所示:
DELETE FROM customerinfo
WHERE CustomerID NOT in (SELECT CustomerID FROM salesinfo )
使用子查询可以一次性的完成很多逻辑上需要多个步骤才能完成的SQL操作,同时也可以避免事务或者表锁死,并且写起来也很容易。但是,有些情况下,子查询可以被更有效率的连接(JOIN).. 替代。例如,假设我们要将所有没有订单记录的用户取出来,可以用下面这个查询完成:
SELECT * FROM customerinfo
WHERE CustomerID NOT in (SELECT CustomerID FROM salesinfo )
如果使用连接(JOIN).. 来完成这个查询工作,速度将会快很多。尤其是当salesinfo表中对CustomerID建有索引的话,性能将会更好,查询如下:
SELECT * FROM customerinfo
LEFT JOIN salesinfoON customerinfo.CustomerID=salesinfo.
CustomerID
WHERE salesinfo.CustomerID IS NULL
连接(JOIN).. 之所以更有效率一些,是因为 MySQL不需要在内存中创建临时表来完成这个逻辑上的需要两个步骤的查询工作。
3、使用联合(UNION)来代替手动创建的临时表
MySQL 从 4.0 的版本开始支持 UNION 查询,它可以把需要使用临时表的两条或更多的 SELECT 查询合并的一个查询中。在客户端的查询会话结束的时候,临时表会被自动删除,从而保证数据库整齐、高效。使用 UNION 来创建查询的时候,我们只需要用 UNION作为关键字把多个 SELECT 语句连接起来就可以了,要注意的是所有 SELECT 语句中的字段数目要想同。下面的例子就演示了一个使用 UNION的查询。
SELECT Name, Phone FROM client
UNION
SELECT Name, BirthDate FROM author
UNION
SELECT Name, Supplier FROM product
4、事务
尽管我们可以使用子查询(Sub-Queries)、连接(JOIN)和联合(UNION)来创建各种各样的查询,但不是所有的数据库操作都可以只用一条或少数几条SQL语句就可以完成的。更多的时候是需要用到一系列的语句来完成某种工作。但是在这种情况下,当这个语句块中的某一条语句运行出错的时候,整个语句块的操作就会变得不确定起来。设想一下,要把某个数据同时插入两个相关联的表中,可能会出现这样的情况:第一个表中成功更新后,数据库突然出现意外状况,造成第二个表中的操作没有完成,这样,就会造成数据的不完整,甚至会破坏数据库中的数据。要避免这种情况,就应该使用事务,它的作用是:要么语句块中每条语句都操作成功,要么都失败。换句话说,就是可以保持数据库中数据的一致性和完整性。事物以BEGIN 关键字开始,COMMIT关键字结束。在这之间的一条SQL操作失败,那么,ROLLBACK命令就可以把数据库恢复到BEGIN开始之前的状态。
BEGIN;
INSERT INTO salesinfo SET CustomerID=14;
UPDATE inventory SET Quantity=11
WHERE item='book';
COMMIT;
事务的另一个重要作用是当多个用户同时使用相同的数据源时,它可以利用锁定数据库的方法来为用户提供一种安全的访问方式,这样可以保证用户的操作不被其它的用户所干扰。
5、锁定表
尽管事务是维护数据库完整性的一个非常好的方法,但却因为它的独占性,有时会影响数据库的性能,尤其是在很大的应用系统中。由于在事务执行的过程中,数据库将会被锁定,因此其它的用户请求只能暂时等待直到该事务结束。如果一个数据库系统只有少数几个用户
来使用,事务造成的影响不会成为一个太大的问题;但假设有成千上万的用户同时访问一个数据库系统,例如访问一个电子商务网站,就会产生比较严重的响应延迟。
其实,有些情况下我们可以通过锁定表的方法来获得更好的性能。下面的例子就用锁定表的方法来完成前面一个例子中事务的功能。
LOCK TABLE inventory WRITE
SELECT Quantity FROM inventory
WHEREItem='book';
...
UPDATE inventory SET Quantity=11
WHEREItem='book';
UNLOCK TABLES
这里,我们用一个 SELECT 语句取出初始数据,通过一些计算,用 UPDATE 语句将新值更新到表中。包含有 WRITE 关键字的 LOCK TABLE 语句可以保证在 UNLOCK TABLES 命令被执行之前,不会有其它的访问来对 inventory 进行插入、更新或者删除的操作。
6、使用外键
锁定表的方法可以维护数据的完整性,但是它却不能保证数据的关联性。这个时候我们就可以使用外键。例如,外键可以保证每一条销售记录都指向某一个存在的客户。在这里,外键可以把customerinfo 表中的CustomerID映射到salesinfo表中CustomerID,任何一条没有合法CustomerID的记录都不会被更新或插入到 salesinfo中。
CREATE TABLE customerinfo
(
CustomerID INT NOT NULL ,
PRIMARY KEY ( CustomerID )
) TYPE = INNODB;
CREATE TABLE salesinfo
(
SalesID INT NOT NULL,
CustomerID INT NOT NULL,
PRIMARY KEY(CustomerID, SalesID),
FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES customerinfo
(CustomerID) ON DELETECASCADE
) TYPE = INNODB;
注意例子中的参数“ON DELETE CASCADE”。该参数保证当 customerinfo 表中的一条客户记录被删除的时候,salesinfo 表中所有与该客户相关的记录也会被自动删除。如果要在 MySQL 中使用外键,一定要记住在创建表的时候将表的类型定义为事务安全表 InnoDB类型。该类型不是 MySQL 表的默认类型。定义的方法是在 CREATE TABLE 语句中加上 TYPE=INNODB。如例中所示。
7、使用索引
索引是提高数据库性能的常用方法,它可以令数据库服务器以比没有索引快得多的速度检索特定的行,尤其是在查询语句当中包含有MAX(), MIN()和ORDERBY这些命令的时候,性能提高更为明显。那该对哪些字段建立索引呢?一般说来,索引应建立在那些将用于JOIN, WHERE判断和ORDER BY排序的字段上。尽量不要对数据库中某个含有大量重复的值的字段建立索引。对于一个ENUM类型的字段来说,出现大量重复值是很有可能的情况,例如 customerinfo中的“province”.. 字段,在这样的字段上建立索引将不会有什么帮助;相反,还有可能降低数据库的性能。我们在创建表的时候可以同时创建合适的索引,也可以使用ALTER TABLE或CREATE INDEX在以后创建索引。此外,MySQL
从版本3.23.23开始支持全文索引和搜索。全文索引在 MySQL 中是一个FULLTEXT类型索引,但仅能用于MyISAM 类型的表。对于一个大的数据库,将数据装载到一个没有FULLTEXT索引的表中,然后再使用ALTER TABLE或CREATE INDEX创建索引,将是非常快的。但如果将数据装载到一个已经有FULLTEXT索引的表中,执行过程将会非常慢。
8、优化的查询语句
绝大多数情况下,使用索引可以提高查询的速度,但如果SQL语句使用不恰当的话,索引将无法发挥它应有的作用。下面是应该注意的几个方面。首先,最好是在相同类型的字段间进行比较的操作。在MySQL 3.23版之前,这甚至是一个必须的条件。例如不能将一个建有索引的INT字段和BIGINT字段进行比较;但是作为特殊的情况,在CHAR类型的字段和 VARCHAR类型字段的字段大小相同的时候,可以将它们进行比较。其次,在建有索引的字段上尽量不要使用函数进行操作。
例如,在一个DATE类型的字段上使用YEAE()函数时,将会使索引不能发挥应有的作用。所以,下面的两个查询虽然返回的结果一样,但后者要比前者快得多。
SELECT * FROM order WHERE YEAR(OrderDate)<2001;
SELECT * FROM order WHERE OrderDate<"2001-01-01";
同样的情形也会发生在对数值型字段进行计算的时候:
SELECT * FROM inventory WHERE Amount/7<24;
SELECT * FROM inventory WHERE Amount<24*7;
上面的两个查询也是返回相同的结果,但后面的查询将比前面的一个快很多。第三,在搜索字符型字段时,我们有时会使用 LIKE 关键字和通配符,这种做法虽然简单,但却也是以牺牲系统性能为代价的。例如下面的查询将会比较表中的每一条记录。
SELECT * FROM books
WHERE name like "MySQL%"
但是如果换用下面的查询,返回的结果一样,但速度就要快上很多:
SELECT * FROM books
WHERE name>="MySQL"and name<"MySQM"
最后,应该注意避免在查询中让MySQL进行自动类型转换,因为转换过程也会使索引变得不起作用。
有 3 种方法可以加快 MySQL 服务器的运行速度,效率从低到高依次为:
替换有问题的硬件。对 MySQL 进程的设置进行调优。 对查询进行优化。
替换有问题的硬件通常是我们的第一考虑,主要原因是数据库会占用大量资源。不过这种解决方案也就仅限于此了。实际上,您通常可以让中央处理器(CPU)或磁盘速度加倍,也可以让内存增大 4 到 8 倍。
第二种方法是对 MySQL 服务器(也称为 mysqld)进行调优。对这个进程进行调优意味着适当地分配内存,并让 mysqld 了解将会承受何种类型的负载。加快磁盘运行速度不如减少所需的磁盘访问次数。类似地,确保 MySQL 进程正确操作就意味着它花费在服务查询上的时间要多于花费在处理后台任务(如处理临时磁盘表或打开和关闭文件)上的时间。对 mysqld 进行调优是本文的重点。
最好的方法是确保查询已经进行了优化。这意味着对表应用了适当的索引,查询是按照可以充分利用 MySQL 功能的方式来编写的。尽管本文并没有包含查询调优方面的内容(很多著作中已经针对这个主题进行了探讨),不过它会配置 mysqld 来报告可能需要进行调优的查询。
虽然已经为这些任务指派了次序,但是仍然要注意硬件和 mysqld 的设置以利于适当地调优查询。机器速度慢也就罢了,我曾经见过速度很快的机器在运行设计良好的查询时由于负载过重而失败,因为 mysqld 被大量繁忙的工作所占用而不能服务查询。
普通的MySQL用户利用表创建和索引操作,以及利用查询的编写能够进行的优化。不过,还有一些只能由MySQL管理员和系统管理员来完成的优化,这些管理员在MySQL服务器或运行MySQL的机器上具有控制权。有的服务器参数直接适用于查询处理,可将它们打开。而有的硬件配置问题直接影响查询处理速度,应该对它们进行调整。
磁盘问题
正如前面所述,磁盘寻道是一个性能的大瓶颈。当数据开始增长以致缓存变得不可能时,这个问题变得越来越明显。对大数据库,在那你或多或少地要随机存取数据,你可以依靠你将至少需要一次磁盘寻道来读取并且几次磁盘寻道写入。为了使这个问题最小化,使用有低寻道时间的磁盘。
为了增加可用磁盘轴的数量(并且从而减少寻道开销),符号联接文件到不同磁盘或分割磁盘是可能的。
1、使用符号连接
这意味着你将索引/数据文件符号从正常的数据目录链接到其他磁盘(那也可以被分割的)。这使得寻道和读取时间更好(如果磁盘不用于其他事情)
2、分割
分割意味着你有许多磁盘并把第一块放在第一个磁盘上,在第二块放在第二个磁盘上,并且第n块在第(nmodnumber_of_disks)磁盘上,等等。这意味着,如果你的正常数据大小于分割大小(或完美地排列过),你将得到较好一些的性能。注意,分割是否很依赖于OS和分割大小。因此用不同的分割大小测试你的应用程序。见10.8使用你自己的基准。注意对分割的速度差异很依赖于参数,取决于你如何分割参数和磁盘数量,你可以得出以数量级的不同。注意你必须选择为随机或顺序存取优化。
为了可靠,你可能想要使用袭击RAID0+1(分割+镜像),但是在这种情况下,你将需要2*N个驱动器来保存N个驱动器的数据。如果你有钱,这可能是最好的选择!然而你也可能必须投资一些卷管理软件投资以高效地处理它。
一个好选择是让稍重要的数据(它能再生)上存在RAID0磁盘上,而将确实重要的数据(像主机信息和日志文件)存在一个RAID0+1或RAIDN磁盘上。如果因为更新奇偶位你有许多写入,RAIDN可能是一个问题。
你也可以对数据库使用的文件系统设置参数。一个容易的改变是以noatime选项挂装文件系统。这是它跳过更新在inode中的最后访问时间,而且这将避免一些磁盘寻道。
硬件问题
可利用硬件更有效地改善服务器的性能:
1、在机器中安装更多的内存。这样能够增加服务器的高速缓存和缓冲区的尺寸,使服务器更经常地使用存放在内存中的信息,降低从磁盘取信息的要求。
2、如果有足够的RAM使所有交换在内存文件系统中完成,那么应该重新配置系统,去掉所有磁盘交换设置。否则,即使有足以满足交换的RAM,某些系统仍然要与磁盘进行交换。
3、增加更快的磁盘以减少I/O等待时间。寻道时间是这里决定性能的主要因素。逐字地移动磁头是很慢的,一旦磁头定位,从磁道读块则较快。
4、在将数据重新放到不同设备之前,应该保证了解该系统的装载特性。如果在特定的物理设备上已经有了某些特定的主要活动,将数据库放到该处实际上可能会使性能更坏。例如,不要把数据库移到处理大量Web通信的Web服务器设备上。
5、在设置MySQL时,应该配置其使用静态库而不是共享库。使用共享库的动态二进制系统可节省磁盘空间,但静态二进制系统更快(然而,如果希望装入用户自定义的函数,则不能使用静态二进制系统,因为UDF机制依赖于动态连接)。
服务器参数的选择
服务器有几个能够改变从而影响其操作的参数(或称变量)。系统变量的当前值可以通过执行MySQLadminvaribles命令来检查,其中几个参数主要与查询有关,有必要在此提一下:
delayed_queue_size
此参数在执行其他INSERTDELAYED语句的客户机阻塞以前,确定来自INSERTDELAYED语句的放入队列的行的数目。增加这个参数的值使服务器能从这种请求中接收更多的行,因而客户机可以继续执行而不阻塞。
key_buffer_size
此参数为用来存放索引块的缓冲区尺寸。如果内存多,增加这个值能节省索引创建和修改的时间。较大的值使MySQL能在内存中存储更多的索引块,这样增加了在内存中找到键值而不用读磁盘块的可能性。
在MySQL3.23版及以后的版本中,如果增加了键缓冲区的尺寸,可能还希望用——init-file选项启动服务器。这样能够指定一个服务器启动时执行的SQL语句文件。如果有想要存放在内存中的只读表,可将它们拷贝到索引查找非常快的HEAP表。