Sql優化

  1. 爲查詢緩存優化你的查詢

大多數的MySQL服務器都開啓了查詢緩存。這是提高性最有效的方法之一,而且這是被MySQL的數據庫引擎處理的。當有很多相同的查詢被執行了多次的時候,這些查詢結果會被放到一個緩存中,這樣,後續的相同的查詢就不用操作表而直接訪問緩存結果了。
這裏最主要的問題是,對於程序員來說,這個事情是很容易被忽略的。因爲,我們某些查詢語句會讓MySQL不使用緩存。請看下面的示例:

1、SELECT username FROM user WHERE signup_date >= CURDATE()
2、 SELECT username FROM user WHERE signup_date >= ‘$today’
上面兩條SQL語句的差別就是 CURDATE() ,MySQL的查詢緩存對這個函數不起作用。所以,像 NOW() 和 RAND() 或是其它的諸如此類的SQL函數都不會開啓查詢緩存,因爲這些函數的返回是會不定的易變的。所以,你所需要的就是用一個變量來代替MySQL的函數,從而開啓緩存。

  1. EXPLAIN 你的 SELECT 查詢

使用 EXPLAIN 關鍵字可以讓你知道MySQL是如何處理你的SQL語句的。這可以幫你分析你的查詢語句或是表結構的性能瓶頸。

EXPLAIN 的查詢結果還會告訴你你的索引主鍵被如何利用的,你的數據表是如何被搜索和排序的……等等,等等。

  1. 當只要一行數據時使用 LIMIT 1

當你查詢表的有些時候,你已經知道結果只會有一條結果,但因爲你可能需要去fetch遊標,或是你也許會去檢查返回的記錄數。

在這種情況下,加上 LIMIT 1 可以增加性能。這樣一樣,MySQL數據庫引擎會在找到一條數據後停止搜索,而不是繼續往後查少下一條符合記錄的數據。

  1. 爲搜索字段建索引

索引並不一定就是給主鍵或是唯一的字段。如果在你的表中,有某個字段你總要會經常用來做搜索,那麼,請爲其建立索引吧。
另外,你應該也需要知道什麼樣的搜索是不能使用正常的索引的。例如,當你需要在一篇大的文章中搜索一個詞時,如: “WHERE post_content LIKE ‘%apple%’”,索引可能是沒有意義的。你可能需要使用MySQL全文索引 或是自己做一個索引(比如說:搜索關鍵詞或是Tag什麼的)

  1. 在Join表的時候使用相當類型的例,並將其索引

如果你的應用程序有很多 JOIN 查詢,你應該確認兩個表中Join的字段是被建過索引的。這樣,MySQL內部會啓動爲你優化Join的SQL語句的機制。

而且,這些被用來Join的字段,應該是相同的類型的。例如:如果你要把 DECIMAL 字段和一個 INT 字段Join在一起,MySQL就無法使用它們的索引。對於那些STRING類型,還需要有相同的字符集才行。(兩個表的字符集有可能不一樣)

  1. 千萬不要 ORDER BY RAND()

如果你真的想把返回的數據行打亂了,你有N種方法可以達到這個目的。這樣使用只讓你的數據庫的性能呈指數級的下降。這裏的問題是:MySQL會不得不去執行RAND()函數(很耗CPU時間),而且這是爲了每一行記錄去記行,然後再對其排序。就算是你用了Limit 1也無濟於事(因爲要排序)

  1. 避免 SELECT *

從數據庫裏讀出越多的數據,那麼查詢就會變得越慢。並且,如果你的數據庫服務器和WEB服務器是兩臺獨立的服務器的話,這還會增加網絡傳輸的負載。

  1. 永遠爲每張表設置一個ID

我們應該爲數據庫裏的每張表都設置一個ID做爲其主鍵,而且最好的是一個INT型的(推薦使用UNSIGNED),並設置上自動增加的AUTO_INCREMENT標誌。

就算是你 users 表有一個主鍵叫 “email”的字段,你也別讓它成爲主鍵。使用 VARCHAR 類型來當主鍵會使用得性能下降。另外,在你的程序中,你應該使用表的ID來構造你的數據結構。

而且,在MySQL數據引擎下,還有一些操作需要使用主鍵,在這些情況下,主鍵的性能和設置變得非常重要,比如,集羣,分區……

在這裏,只有一個情況是例外,那就是“關聯表”的“外鍵”,也就是說,這個表的主鍵,通過若干個別的表的主鍵構成。我們把這個情況叫做“外鍵”。比如:有一個“學生表”有學生的ID,有一個“課程表”有課程ID,那麼,“成績表”就是“關聯表”了,其關聯了學生表和課程表,在成績表中,學生ID和課程ID叫“外鍵”其共同組成主鍵。

  1. 使用 ENUM 而不是 VARCHAR

ENUM 類型是非常快和緊湊的。在實際上,其保存的是 TINYINT,但其外表上顯示爲字符串。這樣一來,用這個字段來做一些選項列表變得相當的完美。

如果你有一個字段,比如“性別”,“國家”,“民族”,“狀態”或“部門”,你知道這些字段的取值是有限而且固定的,那麼,你應該使用 ENUM 而不是 VARCHAR。

MySQL也有一個“建議”(見第十條)告訴你怎麼去重新組織你的表結構。當你有一個 VARCHAR 字段時,這個建議會告訴你把其改成 ENUM 類型。使用 PROCEDURE ANALYSE() 你可以得到相關的建議。

  1. 從 PROCEDURE ANALYSE() 取得建議

PROCEDURE ANALYSE() 會讓 MySQL 幫你去分析你的字段和其實際的數據,並會給你一些有用的建議。只有表中有實際的數據,這些建議纔會變得有用,因爲要做一些大的決定是需要有數據作爲基礎的。

例如,如果你創建了一個 INT 字段作爲你的主鍵,然而並沒有太多的數據,那麼,PROCEDURE ANALYSE()會建議你把這個字段的類型改成 MEDIUMINT 。或是你使用了一個 VARCHAR 字段,因爲數據不多,你可能會得到一個讓你把它改成 ENUM 的建議。這些建議,都是可能因爲數據不夠多,所以決策做得就不夠準。

  1. 儘可能的使用 NOT NULL

除非你有一個很特別的原因去使用 NULL 值,你應該總是讓你的字段保持 NOT NULL。這看起來好像有點爭議,請往下看。

首先,問問你自己“Empty”和“NULL”有多大的區別(如果是INT,那就是0和NULL)?如果你覺得它們之間沒有什麼區別,那麼你就不要使用NULL。(你知道嗎?在 Oracle 裏,NULL 和 Empty 的字符串是一樣的!)

不要以爲 NULL 不需要空間,其需要額外的空間,並且,在你進行比較的時候,你的程序會更復雜。 當然,這裏並不是說你就不能使用NULL了,現實情況是很複雜的,依然會有些情況下,你需要使用NULL值。

  1. Prepared Statements

Prepared Statements很像存儲過程,是一種運行在後臺的SQL語句集合,我們可以從使用 prepared statements 獲得很多好處,無論是性能問題還是安全問題。

Prepared Statements 可以檢查一些你綁定好的變量,這樣可以保護你的程序不會受到“SQL注入式”攻擊。當然,你也可以手動地檢查你的這些變量,然而,手動的檢查容易出問題,而且很經常會被程序員忘了。當我們使用一些framework或是ORM的時候,這樣的問題會好一些。

在性能方面,當一個相同的查詢被使用多次的時候,這會爲你帶來可觀的性能優勢。你可以給這些Prepared Statements定義一些參數,而MySQL只會解析一次。

雖然最新版本的MySQL在傳輸Prepared Statements是使用二進制形勢,所以這會使得網絡傳輸非常有效率。

當然,也有一些情況下,我們需要避免使用Prepared Statements,因爲其不支持查詢緩存。但據說版本5.1後支持了。

  1. 無緩衝的查詢

正常的情況下,當你在當你在你的腳本中執行一個SQL語句的時候,你的程序會停在那裏直到沒這個SQL語句返回,然後你的程序再往下繼續執行。你可以使用無緩衝查詢來改變這個行爲。

  1. 固定長度的表會更快

如果表中的所有字段都是“固定長度”的,整個表會被認爲是 “static” 或 “fixed-length”。 例如,表中沒有如下類型的字段: VARCHAR,TEXT,BLOB。只要你包括了其中一個這些字段,那麼這個表就不是“固定長度靜態表”了,這樣,MySQL 引擎會用另一種方法來處理。

固定長度的表會提高性能,因爲MySQL搜尋得會更快一些,因爲這些固定的長度是很容易計算下一個數據的偏移量的,所以讀取的自然也會很快。而如果字段不是定長的,那麼,每一次要找下一條的話,需要程序找到主鍵。

並且,固定長度的表也更容易被緩存和重建。不過,唯一的副作用是,固定長度的字段會浪費一些空間,因爲定長的字段無論你用不用,他都是要分配那麼多的空間。

使用“垂直分割”技術(見下一條),你可以分割你的表成爲兩個一個是定長的,一個則是不定長的。

  1. 垂直分割

“垂直分割”是一種把數據庫中的表按列變成幾張表的方法,這樣可以降低表的複雜度和字段的數目,從而達到優化的目的。(以前,在銀行做過項目,見過一張表有100多個字段,很恐怖)

示例一:在Users表中有一個字段是家庭地址,這個字段是可選字段,相比起,而且你在數據庫操作的時候除了個人信息外,你並不需要經常讀取或是改寫這個字段。那麼,爲什麼不把他放到另外一張表中呢? 這樣會讓你的表有更好的性能,大家想想是不是,大量的時候,我對於用戶表來說,只有用戶ID,用戶名,口令,用戶角色等會被經常使用。小一點的表總是會有好的性能。

示例二: 你有一個叫 “last_login” 的字段,它會在每次用戶登錄時被更新。但是,每次更新時會導致該表的查詢緩存被清空。所以,你可以把這個字段放到另一個表中,這樣就不會影響你對用戶ID,用戶名,用戶角色的不停地讀取了,因爲查詢緩存會幫你增加很多性能。

另外,你需要注意的是,這些被分出去的字段所形成的表,你不會經常性地去Join他們,不然的話,這樣的性能會比不分割時還要差,而且,會是極數級的下降。

  1. 拆分大的 DELETE 或 INSERT 語句

如果你需要在一個在線的網站上去執行一個大的 DELETE 或 INSERT 查詢,你需要非常小心,要避免你的操作讓你的整個網站停止相應。因爲這兩個操作是會鎖表的,表一鎖住了,別的操作都進不來了。

Apache 會有很多的子進程或線程。所以,其工作起來相當有效率,而我們的服務器也不希望有太多的子進程,線程和數據庫鏈接,這是極大的佔服務器資源的事情,尤其是內存。

如果你把你的表鎖上一段時間,比如30秒鐘,那麼對於一個有很高訪問量的站點來說,這30秒所積累的訪問進程/線程,數據庫鏈接,打開的文件數,可能不僅僅會讓你泊WEB服務Crash,還可能會讓你的整臺服務器馬上掛了

  1. 越小的列會越快

對於大多數的數據庫引擎來說,硬盤操作可能是最重大的瓶頸。所以,把你的數據變得緊湊會對這種情況非常有幫助,因爲這減少了對硬盤的訪問。

參看 MySQL 的文檔 Storage Requirements 查看所有的數據類型。

如果一個表只會有幾列罷了(比如說字典表,配置表),那麼,我們就沒有理由使用 INT 來做主鍵,使用 MEDIUMINT, SMALLINT 或是更小的 TINYINT 會更經濟一些。如果你不需要記錄時間,使用 DATE 要比 DATETIME 好得多。

當然,你也需要留夠足夠的擴展空間,不然,你日後來幹這個事,你會死的很難看,參看Slashdot的例子(2009年11月06日),一個簡單的ALTER TABLE語句花了3個多小時,因爲裏面有一千六百萬條數據。

  1. 選擇正確的存儲引擎

在 MySQL 中有兩個存儲引擎 MyISAM 和 InnoDB,每個引擎都有利有弊。酷殼以前文章《MySQL: InnoDB 還是 MyISAM?》討論和這個事情。

MyISAM 適合於一些需要大量查詢的應用,但其對於有大量寫操作並不是很好。甚至你只是需要update一個字段,整個表都會被鎖起來,而別的進程,就算是讀進程都無法操作直到讀操作完成。另外,MyISAM 對於 SELECT COUNT(*) 這類的計算是超快無比的。

InnoDB 的趨勢會是一個非常複雜的存儲引擎,對於一些小的應用,它會比 MyISAM 還慢。他是它支持“行鎖” ,於是在寫操作比較多的時候,會更優秀。並且,他還支持更多的高級應用,比如:事務。

  1. 使用一個對象關係映射器(Object Relational Mapper)

使用 ORM (Object Relational Mapper),你能夠獲得可靠的性能增漲。一個ORM可以做的所有事情,也能被手動的編寫出來。但是,這需要一個高級專家。

ORM 的最重要的是“Lazy Loading”,也就是說,只有在需要的去取值的時候纔會去真正的去做。但你也需要小心這種機制的副作用,因爲這很有可能會因爲要去創建很多很多小的查詢反而會降低性能。

ORM 還可以把你的SQL語句打包成一個事務,這會比單獨執行他們快得多得多。

目前,個人最喜歡的PHP的ORM是:Doctrine。

  1. 小心“永久鏈接”

“永久鏈接”的目的是用來減少重新創建MySQL鏈接的次數。當一個鏈接被創建了,它會永遠處在連接的狀態,就算是數據庫操作已經結束了。而且,自從我們的Apache開始重用它的子進程後——也就是說,下一次的HTTP請求會重用Apache的子進程,並重用相同的 MySQL 鏈接。

在理論上來說,這聽起來非常的不錯。但是從個人經驗(也是大多數人的)上來說,這個功能製造出來的麻煩事更多。因爲,你只有有限的鏈接數,內存問題,文件句柄數,等等。

而且,Apache 運行在極端並行的環境中,會創建很多很多的了進程。這就是爲什麼這種“永久鏈接”的機制工作地不好的原因。在你決定要使用“永久鏈接”之前,你需要好好地考慮一下你的整個系統的架構。

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