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MySQL 优化专题拓展
--王耀宇
一、SQL优化
1、分析和定位策略
1、通过 show status 了解各种 SQL 的执行频率
2、定位执行效率低的 SQL 语句:①通过慢日志定位;②使用 show processlist 命令查看当前在进行的线程
3、通过 explain 分析低效 SQL
4、通过 show profile 分析 SQL
5、通过 trace 分析优化器的选择
2、优化
1、大批量插入数据,使用如下方式能快速导入大量数据(在 myisam 引擎下速度更为显著):
alter table 表名 disable keys; Loading the data
Alter table 表名 enable keys;
2、优化 insert 语句:
①对同一客户插入很多行,尽量使用多个值表的 insert 语句,能大大缩减客户端与数据库之间的连接。例如 insert into 表名 values(1,2),(1,3),(1,4)····
②对不同客户插入很多行,可以使用 insert delayed 语句更高速
③将索引文件和数据文件分在不同的磁盘上存放
④从一个文本文件装载一个表时,使用 load data infile,速度会比 insert 快 20 倍左右
3、优化 order by 语句:
①mysql 中的两种排序方式:第一种是有序索引顺序扫描直接返回有序数据;第二种是
通过对返回数据进行排序(Filesort 排序)
②Filesort 优化:通过两次扫描算法和一次扫描算法
4、优化 group by 语句:使用 group by null 可以避免用户排序结果的消耗。
5、优化嵌套查询:子查询可以一次性完成多个步骤查询,同时可以避免事务或者是表死锁。
但是在有些情况下,连接查询可以代替子查询。
6、优化 or 条件:正确使用 or 条件查询,当时在对有独立索引的列查询时 or 操作能够快速
查找到结果;而在对有复合索引的列上做 or 操作时,却不能用到索引
7、优化分页查询:
①思路一:在索引上完成排序分页的操作,最后根据主键关联回原表查询所需要的其他列内容,这种方式让 mysql 扫描尽可能少的页面来提高分页效率
②思路二:把 limit 查询转换成某个位置查询。这样把 limit m,n 转换成 limit n 只适合在
排序字段不会出现重复值的环境下
8、使用 SQL 提示:
①use index:在查询语句中表名的后面,添加 use index 来提供 mysql 去参考的索引列表,让 mysql 不再去考虑其他索引
②ignore index:使用 ignore index 可以让 mysql 忽略一个或者多个索引
③force index:强制 mysql 使用一个特定的索引,一定情况下可以避免全秒扫描
二.索引问题
1、索引的存储分类
①B-Tree 索引:最常见的索引,大部分引擎都支持
②Hash 索引:只有 memory 引擎支持
③R-Tree 索引(空间索引):使用很少,只做了解
④Full-text(全文索引):主要用于全文索引,innodb 从 mysql5.6 开始提供支持
2、Mysql 中使用索引的场景
①匹配全值:对索引中所有列都指定具体值,即对索引中的所有列都有等值匹配的条件
例:select * from rental where rental_date=’2017-06-27 17:40:59’ and customer_id=343;
②匹配值的范围查询:对索引的值能够进行范围查找
例:select * from rental where customer_id>=373 and customer_id<400;
③匹配最左前缀:仅仅使用索引中的最左边列进行查找。
例:在 A+B+C 字段上的联合索引能够被 A、A+B、A+B+C 的等值查询利用,但是不能被B、B+C 的等值查询利用到。
④仅仅对索引进行查询,档查询的列都在索引的字段中时,查询的效率更高
⑤匹配列前缀:仅仅使用索引中的第一列,并且只包含索引第一列的开头一部分进行查
找
⑥索引匹配部分精确而其他部分进行范围匹配:
例:select a_id from rental where rental_date=’2006-02-14’ and customer_id >=300 and customer_id < 400
⑦如果列名是索引,那么使用 column_name is null 就会使用索引
3、存在索引但不能使用索引的场景
①以%开头的 Like 查询不能够利用索引
②数据类型出现隐式转换的时候也不会使用索引,特别是当列类型是字符串,一定要在 where 条件中把字符串常量值用引号引起来,否则即便是有索引也是无效的
③复合索引的情况下,假如查询条件不满足最左原则,是不会使用索引的
④如果 mysql 估计使用索引比全表扫描更慢,则不使用索引
⑤用 or 分割开的条件,如果 or 前的条件中的列有索引,而后面的列中没有索引,那么涉及的索引都不会被用到
三、优化数据库对象
1、优化表的数据类型:表需要使用何种数据类型是需要根据应用来判断的。可以使用函数 procedure analyse()对当前应用的表进行分析,可以根据当前表提出优化建议
2、通过拆分提高表的访问效率:
①垂直拆分:把主码和一些列放到一个表,然后把主码和另外的列放到另一个表中
②水平拆分:根据一列或多列的值把数据行放到两个独立的表中
3、使用中间表提高统计查询速度:
①中间表复制源表部分数据,并且与源表相“隔离”,在中间表上做统计查询不会对在 线用户产生负面影响
②中间表上可以灵活地添加索引或者增加临时用的新字段,从而达到提高统计查询效率 和辅助统计查询作用
四、锁问题
1、MySQL 的 3 种锁
①表(级)锁:开销小,加锁快;不会出现死锁;锁定粒度大,发生锁冲突概率最高, 并发度最低(MyISAM,锁住整个表,可同时读,不可写)
②行(级)锁:开销大,加锁慢;会出现死锁;锁定粒度小,发生锁冲突概率最低,并 发度也最高(InnoDB,单独的一行记录加锁)
③页面锁:开销和加锁时间介于表锁和行锁之间;会出现死锁;锁定粒度介于表锁和行 锁之间,并发度一般
2、MyISAM 的表级锁
①两种模式: 表共享读锁(所有用户可以同时去读同一个加了该表锁的表,但是不能去对其进行 其他操作)
表独占写锁(一个用户在对加了该表锁的表进行写操作的时候,其他用户不能对其 进行操作)。MyISAM 表的读操作与写操作之间,以及写操作之间是串行的,只允许上述其 中一种操作进行
②加锁:MyISAM 在执行查询语句(SELECT)前,会自动给涉及的所有表加读锁,在执 行更新操作(UPDATE、DELETE、INSERT 等)前,会自动给涉及的表加写锁,这个过程并不 需要用户干预,都是由 MyISAM 引擎自动完成加锁
③MyISAM 锁调度:MyISAM 存储引擎的读锁和写锁是互斥的,读写操作是串行的。当 一个进程请求某个 MyISAM 表的读锁,同时另一个进程也请求同一表的写锁,此时 MySQL 会让写进程先获得锁。不仅如此,即使读请求先到锁等待队列,写请求后到,写锁也会插到 读锁请求之前
3、InnoDB 的锁
①几种锁模式:
共享锁(S 锁):允许一个事务去读一行,阻止其他事务获得相同数据集的排他锁
排它锁(X 锁):允许获得排他锁的事务更新数据,阻止其他事务取得相同数据集 的共享读锁和排他写锁。另外,为了允许行锁和表锁共存,实现多粒度锁机制
意向共享锁(IS 锁):事务打算给数据行加行共享锁,事务在给一个数据行加共享 锁前必须先取得该表的IS 锁。
意向排它锁(IX 锁):事务打算给数据行加行排他锁,事务在给一个数据行加排他 锁前必须先取得该表的 IX 锁。
②加锁方式:意向锁是 InnoDB 自动加的,不需用户干预。对于 UPDATE、DELETE 和 INSERT 语句,InnoDB 会自动给涉及数据集加排他锁(X);对于普通 SELECT 语句,InnoDB 不会加任何锁
③在不通过索引条件查询的时候,InnoDB 确实使用的是表锁,而不是行锁
④由于 MySQL 的行锁是针对索引加的锁,不是针对记录加的锁,所以虽然是访问不同 行的记录,但是如果是使用相同的索引键,是会出现锁冲突 北京市昌平区建材城西路金燕龙办公楼一层 电话:400-618-9090
⑤当表有多个索引的时候,不同的事务可以使用不同的索引锁定不同的行,另外,不论 是使用主键索引、唯一索引或普通索引,InnoDB 都会使用行锁来对数据加锁。
4、锁使用总结:
①表锁更适合与以查询为主,只有少量按索引条件更新数据的应用,如 Web 应用;
②行锁更适合于有大量按索引条件并发更新少量不同数据,同时又有并发查询的应用, 入一些在线事务处理;
五、应用优化
1.使用连接池
连接池:需要访问数据库的的地方,都已经预先创建好,可以直接获取链接,分配给应用使 用,大大减少了创建新连接所耗费的资源。在访问结束后,链接将重新交还给连接池,以供新访问使用
2、减少对 mysql 的访问
①避免对同一数据做重复检索
②使用查询缓存(query cache)
③增加 cache 层 PS:第③个和第②个作用差不多,只是 cache 层比 query cache 要更大,层次要深点,cache 层可以看做是 mysql 的二级数据库,query cache 相当于 mysql 内部的缓存
3、负载均衡:是重用的一种优化方式,采用某种均衡算法,将固定的负载量分布到不同的 服务器上,以此来减轻单台服务器的负载均衡,达到优化的目的。
①利用 mysql 复制分流查询操作:一个主服务器承担更多操作,而多台从服务器承担产查询 操作,主从之间通过复制实现数据的同步。多台从服务器一方面用来确保可用性,一方面可 以创建不同的索引以满足不同的查询的需要。
②采用分布式数据库架构:分布式的数据库架构适合大数据量、负载高的情况,它具有良好 的扩展性和高可用性。(该情况只支持 innodb 存储引擎)
4、其他优化措施
①对于没有删除行操作的 myisam 表,插入操作和查询操作可以并行进行,因为没有删除操 作的表查询期间不会阻塞插入操作
②充分利用列有默认值的事实,只有当插入的值不同于默认值时,才明确地插入值。这会减 少 mysql 需要做的语法分析从而提升插入速度
③表的字段尽量不使用自增长变量,在高并发的情况下该字段的自增长可能对效率有比较大的影响
概念补充
①更新丢失(Lost Update):当两个或多个事务选择同一行,然后基于最初选定的值更新该 行时,由于每个事务都不知道其他事务的存在,就会发生丢失更新问题--最后的更新覆盖 了由其他事务所做的更新。
②脏读(Dirty Reads):一个事务正在对一条记录做修改,在这个事务完成并提交前,这条 记录的数据就处于不一致状态;这时,另一个事务也来读取同一条记录,如果不加控制,第 二个事务读取了这些“脏”数据,并据此做进一步的处理,就会产生未提交的数据依赖关系。 这种现象被形象地叫做"脏读"。
③不可重复读(Non-Repeatable Reads):一个事务在读取某些数据后的某个时间,再次读 取以前读过的数据,却发现其读出的数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了!这种 现象就叫做“不可重复读”。 北京市昌平区建材城西路金燕龙办公楼一层 电话:400-618-9090
④幻读(Phantom Reads):一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据,却发 现其他事务插入了满足其查询条件的新数据,这种现象就称为“幻读”。
⑤死锁(Deadlock):是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种 互相等待的现象,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。表级锁不会产生死锁,所以解 决死锁主要还是真对于最常用的 InnoDB。 PS:在读取数据前,对其加锁,阻止其他事务对数据进行修改可避免脏读、不可重复读、幻读
⑥悲观锁(Pessimistic Lock):悲观锁的特点是先获取锁,再进行业务操作,即“悲观”的 认为获取锁是非常有可能失败的,因此要先确保获取锁成功再进行业务操作
⑦乐观锁(Optimistic Lock):乐观锁的特点先进行业务操作,不到万不得已不去拿锁。即 “乐观”的认为拿锁多半是会成功的,因此在进行完业务操作需要实际更新数据的最后一步 再去拿一下锁就好
⑧热备份:热备份是在数据库运行的情况下,备份数据库的方法。即热备份是系统处于正常 运转状态下的备份
⑨冷备份:冷备份发生在数据库已经正常关闭的情况下,当正常关闭时会提供一个完整的数 据库。冷备份时将关键性文件拷贝到另外的位置的一种说法。冷备份是最快和最安全的方法。
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