影响数据库性能的主要因素都有哪些？

Posted 2023-03-19

以MySQL为例：

影响数据库性能的主要因素总结如下：

1、sql查询速度

2、网卡流量

3、服务器硬件

4、磁盘IO

以上因素并不是时时刻刻都会影响数据库性能，而就像木桶效应一样。如果其中一个因素严重影响性能，那么整个数据库性能就会严重受阻。另外，这些影响因素都是相对的。

例如：当数据量并没有达到百万千万这样的级别，那么sql查询速度也许就不是个重要因素，换句话说，你的sql语句效率适当低下可能并不影响整个效率多少，反之，这种情况，无论如何怎么优化sql语句，可能都没有太明显的效果。 

相关内容拓展：

1、SQL查询速度

风险：效率低下的SQL

2、网卡流量

风险：网卡IO被占满（100Mb/8=100MB）

方案：

①减少从服务器的数量。从服务器都要从主服务器上复制日志，所以，从服务器越多，网络流量越大。

②进行分级缓存。前方大量缓存突然失效会对数据库造成严重的冲击。

③避免使用“select * ”进行查询

④分离业务网络和服务器网络

3、磁盘IO

风险：磁盘IO性能突然下降。

方案：使用更好的磁盘设备解决。

参考技术A 就我的理解,除去硬件原因,软件的性能提升主要是时间复杂性和空间复杂性这两方面的优化,就时间复杂性来说,主要是算法方面的优化,也就是程序执行逻辑的优化,不能说代码越少程序越高效,代码少只是减少了你的工作量,对程序性能方面没有直接的影响.举个例子,现在用得很多的struts2框架,在后台能自动帮你封装页面参数,可以减少很多的代码,但这种方式并不比传统的在后台用httpservletrequest.getParameter()方式高效,因为它要用到反射要花费多一点的时间;算法精短对性能也没直接影响,只能减少你的代码量,我觉得算法的合理性才是提高软件性能最重要的原因.
至于空间复杂度,主要是I/O操作方面的问题,例如数据库操作,主要是sql合不合理,相同的实现不同的实现方法的执行效率差距是巨大的.
除去这两个,服务器和数据库的调优也对软件性能起很大的作用. 参考技术B 1、1、调整数据结构的设计。这一部分在开发信息系统之前完成，程序员需要考虑是否使用ORACLE数据库的分区功能，对于经常访问的数据库表是否需要建立索引等。

2、2、调整应用程序结构设计。这一部分也是在开发信息系统之前完成，程序员在这一步需要考虑应用程序使用什么样的体系结构，是使用传统的Client/Server两层体系结构，还是使用Browser/Web/Database的三层体系结构。不同的应用程序体系结构要求的数据库资源是不同的。

3、3、调整数据库SQL语句。应用程序的执行最终将归结为数据库中的SQL语句执行，因此SQL语句的执行效率最终决定了ORACLE数据库的性能。ORACLE公司推荐使用ORACLE语句优化器（Oracle Optimizer）和行锁管理器（row-level manager）来调整优化SQL语句。

4、4、调整服务器内存分配。内存分配是在信息系统运行过程中优化配置的，数据库管理员可以根据数据库运行状况调整数据库系统全局区（SGA区）的数据缓冲区、日志缓冲区和共享池的大小；还可以调整程序全局区（PGA区）的大小。需要注意的是，SGA区不是越大越好，SGA区过大会占用操作系统使用的内存而引起虚拟内存的页面交换，这样反而会降低系统。

5、5、调整硬盘I/O，这一步是在信息系统开发之前完成的。数据库管理员可以将组成同一个表空间的数据文件放在不同的硬盘上，做到硬盘之间I/O负载均衡。

6、6、调整操作系统参数，例如：运行在UNIX操作系统上的ORACLE数据库，可以调整UNIX数据缓冲池的大小，每个进程所能使用的内存大小等参数。

实际上，上述数据库优化措施之间是相互联系的。ORACLE数据库性能恶化表现基本上都是用户响应时间比较长，需要用户长时间的等待。但性能恶化的原因却是多种多样的，有时是多个因素共同造成了性能恶化的结果，这就需要数据库管理员有比较全面的计算机知识，能够敏感地察觉到影响数据库性能的主要原因所在。另外，良好的数据库管理工具对于优化数据库性能也是很重要的。

ORACLE数据库性能优化工具

常用的数据库性能优化工具有：

1、1、ORACLE数据库在线数据字典，ORACLE在线数据字典能够反映出ORACLE动态运行情况，对于调整数据库性能是很有帮助的。

2、2、操作系统工具，例如UNIX操作系统的vmstat，iostat等命令可以查看到系统系统级内存和硬盘I/O的使用情况，这些工具对于管理员弄清出系统瓶颈出现在什么地方有时候很有用。

3、3、SQL语言跟踪工具（SQL TRACE FACILITY），SQL语言跟踪工具可以记录SQL语句的执行情况，管理员可以使用虚拟表来调整实例，使用SQL语句跟踪文件调整应用程序性能。SQL语言跟踪工具将结果输出成一个操作系统的文件，管理员可以使用TKPROF工具查看这些文件。

4、4、ORACLE Enterprise Manager（OEM），这是一个图形的用户管理界面，用户可以使用它方便地进行数据库管理而不必记住复杂的ORACLE数据库管理的命令。

5、5、EXPLAIN PLAN——SQL语言优化命令，使用这个命令可以帮助程序员写出高效的SQL语言。

ORACLE数据库的系统性能评估

信息系统的类型不同，需要关注的数据库参数也是不同的。数据库管理员需要根据自己的信息系统的类型着重考虑不同的数据库参数。

1、1、在线事务处理信息系统（OLTP），这种类型的信息系统一般需要有大量的Insert、Update操作，典型的系统包括民航机票发售系统、银行储蓄系统等。OLTP系统需要保证数据库的并发性、可靠性和最终用户的速度，这类系统使用的ORACLE数据库需要主要考虑下述参数：

l l 数据库回滚段是否足够？

l l 是否需要建立ORACLE数据库索引、聚集、散列？

l l 系统全局区（SGA）大小是否足够？

l l SQL语句是否高效？

2、2、数据仓库系统（Data Warehousing），这种信息系统的主要任务是从ORACLE的海量数据中进行查询，得到数据之间的某些规律。数据库管理员需要为这种类型的ORACLE数据库着重考虑下述参数：

l l 是否采用B*-索引或者bitmap索引？

l l 是否采用并行SQL查询以提高查询效率？

l l 是否采用PL/SQL函数编写存储过程？

l l 有必要的话，需要建立并行数据库提高数据库的查询效率

SQL语句的调整原则

SQL语言是一种灵活的语言，相同的功能可以使用不同的语句来实现，但是语句的执行效率是很不相同的。程序员可以使用EXPLAIN PLAN语句来比较各种实现方案，并选出最优的实现方案。总得来讲，程序员写SQL语句需要满足考虑如下规则：

1、1、尽量使用索引。试比较下面两条SQL语句：

语句A：SELECT dname, deptno FROM dept WHERE deptno NOT IN

(SELECT deptno FROM emp);

语句B：SELECT dname, deptno FROM dept WHERE NOT EXISTS

(SELECT deptno FROM emp WHERE dept.deptno = emp.deptno);

这两条查询语句实现的结果是相同的，但是执行语句A的时候，ORACLE会对整个emp表进行扫描，没有使用建立在emp表上的deptno索引，执行语句B的时候，由于在子查询中使用了联合查询，ORACLE只是对emp表进行的部分数据扫描，并利用了deptno列的索引，所以语句B的效率要比语句A的效率高一些。

2、2、选择联合查询的联合次序。考虑下面的例子：

SELECT stuff FROM taba a, tabb b, tabc c

WHERE a.acol between :alow and :ahigh

AND b.bcol between :blow and :bhigh

AND c.ccol between :clow and :chigh

AND a.key1 = b.key1

AMD a.key2 = c.key2;

这个SQL例子中，程序员首先需要选择要查询的主表，因为主表要进行整个表数据的扫描，所以主表应该数据量最小，所以例子中表A的acol列的范围应该比表B和表C相应列的范围小。

3、3、在子查询中慎重使用IN或者NOT IN语句，使用where (NOT) exists的效果要好的多。

4、4、慎重使用视图的联合查询，尤其是比较复杂的视图之间的联合查询。一般对视图的查询最好都分解为对数据表的直接查询效果要好一些。

5、5、可以在参数文件中设置SHARED_POOL_RESERVED_SIZE参数，这个参数在SGA共享池中保留一个连续的内存空间，连续的内存空间有益于存放大的SQL程序包。

6、6、ORACLE公司提供的DBMS_SHARED_POOL程序可以帮助程序员将某些经常使用的存储过程“钉”在SQL区中而不被换出内存，程序员对于经常使用并且占用内存很多的存储过程“钉”到内存中有利于提高最终用户的响应时间。

CPU参数的调整

CPU是服务器的一项重要资源，服务器良好的工作状态是在工作高峰时CPU的使用率在90％以上。如果空闲时间CPU使用率就在90％以上，说明服务器缺乏CPU资源，如果工作高峰时CPU使用率仍然很低，说明服务器CPU资源还比较富余。

使用操作相同命令可以看到CPU的使用情况，一般UNIX操作系统的服务器，可以使用sar –u命令查看CPU的使用率，NT操作系统的服务器，可以使用NT的性能管理器来查看CPU的使用率。

数据库管理员可以通过查看v$sysstat数据字典中“CPU used by this session”统计项得知ORACLE数据库使用的CPU时间，查看“OS User level CPU time”统计项得知操作系统用户态下的CPU时间，查看“OS System call CPU time”统计项得知操作系统系统态下的CPU时间，操作系统总的CPU时间就是用户态和系统态时间之和，如果ORACLE数据库使用的CPU时间占操作系统总的CPU时间90％以上，说明服务器CPU基本上被ORACLE数据库使用着，这是合理，反之，说明服务器CPU被其它程序占用过多，ORACLE数据库无法得到更多的CPU时间。

数据库管理员还可以通过查看v$sesstat数据字典来获得当前连接ORACLE数据库各个会话占用的CPU时间，从而得知什么会话耗用服务器CPU比较多。

出现CPU资源不足的情况是很多的：SQL语句的重解析、低效率的SQL语句、锁冲突都会引起CPU资源不足。

1、数据库管理员可以执行下述语句来查看SQL语句的解析情况：

SELECT * FROM V$SYSSTAT

WHERE NAME IN

('parse time cpu', 'parse time elapsed', 'parse count (hard)');

这里parse time cpu是系统服务时间，parse time elapsed是响应时间，用户等待时间

waite time = parse time elapsed – parse time cpu

由此可以得到用户SQL语句平均解析等待时间＝waite time / parse count。这个平均等待时间应该接近于0，如果平均解析等待时间过长，数据库管理员可以通过下述语句

SELECT SQL_TEXT, PARSE_CALLS, EXECUTIONS FROM V$SQLAREA

ORDER BY PARSE_CALLS;

来发现是什么SQL语句解析效率比较低。程序员可以优化这些语句，或者增加ORACLE参数SESSION_CACHED_CURSORS的值。

2、数据库管理员还可以通过下述语句：

SELECT BUFFER_GETS, EXECUTIONS, SQL_TEXT FROM V$SQLAREA;

查看低效率的SQL语句，优化这些语句也有助于提高CPU的利用率。

3、3、数据库管理员可以通过v$system_event数据字典中的“latch free”统计项查看ORACLE数据库的冲突情况，如果没有冲突的话，latch free查询出来没有结果。如果冲突太大的话，数据库管理员可以降低spin_count参数值，来消除高的CPU使用率。

内存参数的调整

内存参数的调整主要是指ORACLE数据库的系统全局区（SGA）的调整。SGA主要由三部分构成：共享池、数据缓冲区、日志缓冲区。

1、 1、 共享池由两部分构成：共享SQL区和数据字典缓冲区，共享SQL区是存放用户SQL命令的区域，数据字典缓冲区存放数据库运行的动态信息。数据库管理员通过执行下述语句：

select (sum(pins - reloads)) / sum(pins) "Lib Cache" from v$librarycache;

来查看共享SQL区的使用率。这个使用率应该在90％以上，否则需要增加共享池的大小。数据库管理员还可以执行下述语句：

select (sum(gets - getmisses - usage - fixed)) / sum(gets) "Row Cache" from v$rowcache;

查看数据字典缓冲区的使用率，这个使用率也应该在90％以上，否则需要增加共享池的大小。

2、 2、 数据缓冲区。数据库管理员可以通过下述语句：

SELECT name, value FROM v$sysstat WHERE name IN ('db block gets', 'consistent gets','physical reads');

来查看数据库数据缓冲区的使用情况。查询出来的结果可以计算出来数据缓冲区的使用命中率＝1 - ( physical reads / (db block gets + consistent gets) )。

这个命中率应该在90％以上，否则需要增加数据缓冲区的大小。

3、 3、 日志缓冲区。数据库管理员可以通过执行下述语句：

select name,value from v$sysstat where name in ('redo entries','redo log space requests');查看日志缓冲区的使用情况。查询出的结果可以计算出日志缓冲区的申请失败率：

申请失败率＝requests/entries，申请失败率应该接近于0，否则说明日志缓冲区开设太小，需要增加ORACLE数据库的日志缓冲区。

你知道影响润滑油性能作用的因素都有哪些吗？

润滑剂的作用润滑剂最基本的作用是能减少磨擦和磨损，使摩擦表面不处于摩擦状态。润滑剂在摩擦面间形成一种薄膜，使摩擦面上的微凸体尽量少接触或不接触，实现减少摩擦甚至无损害的目的。 当摩擦表面被液体润滑油膜完全隔开时，不会有磨损产生，摩擦只发生在液体内部分子之间，这就是流体润滑，润滑油的粘度是决定性影响因素。而承载油膜的产生，可以利用摩擦面的相对运动自动形成（流体动压润滑），或利用压力在摩擦面间强制形成（流体净压润滑）。介于流体润滑与干摩擦之间的润滑状态，是边界润滑。利用润滑油的油性、极压性，在金属表面形成物理、化学吸附膜或反应膜，保护金属不至粘着。但不能完全避免金属直接接触，有一定的磨损产生。 综上述，尽量使摩擦副处于流体润滑状态，即使在出现边界润滑时，也要尽量减少磨损。因此，根据实际情况选择最适合的润滑剂就显得特别重要。 润滑剂还有其它辅助功能，有时还是重要的功能。首先，润滑油可以用作冷却剂，在循环润滑中起到散热降温作用。其次，它可以带走磨屑或其它杂质，或起密封作用防止杂质侵入系统。再次，它可以防止金属腐蚀，维持其性能稳定。最后，它允许机件在较大的温度范围内工作。

参考技术A

泡沫是气体分散在液体介质中的分散体系。液体的起泡倾向和泡沫稳定性与液体中的成分有密切的关系，也与液体所处的温度有关。纯液体产生的泡沫不稳定， 如液体中含有少量表面活性剂等极性物质(起泡剂)，就会使液体产生的泡沫长时间不消失。  表面活性剂能使润滑油产生较多的稳定泡沫，是因为润滑油中含有这类物质会增大气泡膜的强度，使气泡膜不易破裂。 带有长链烷基的极性物质，能形成定向排列的分子层，这些定向排列的长链分子， 互相间的吸力很大。当气泡膜中含有表面活性剂时，膜壁就变得较坚韧，不易破裂，因而产生了稳定的泡膜。 温度升高后，气泡膜中的分子运动增强，互相之间吸力下降，泡沫容易破裂。在一定的粘度范围内，润滑油的起泡倾向和泡沫稳定性最大。粘度过大或过小都会使成泡倾向和泡沫稳定性降低。因为粘度小时，形成气泡膜的液体容易流失，气泡壁易于变薄，导致气泡破裂。粘度太大时，不易形成气泡，即使形成了气泡也难于浮到表面上来。 温度和粘度这两个因素是互相关联的，对粘度不太大的润滑油来说，温度升高时粘度变小，成泡性和泡沫稳定性均下降;对较粘稠的润滑油来说，温度升高时，粘度下降到适于生成气泡的范围，反而会增大成泡倾向。

参考技术B

润滑油在齿轮箱不仅起到润滑的作用还有散热的作用，有低温和高温限制，同时不同温度下润滑油粘度不同，粘度太高其阻力大，且不宜均匀润滑，散热效果不好，油粘度太低在啮合齿面上不能保持足够的油膜，润滑也会不好。其温度的设置与齿轮的转速、载荷、和润滑油的性能等有关系。   油位的高低影响润滑效果。油位过高齿轮箱中油加多了的话，齿轮高速旋转会剧烈搅动润滑油，液体与物体的剧烈碰撞会造成润滑油温度升高，粘度降低。粘度降低过多会造成齿轮齿面之间润滑油膜的强度不足，油膜容易被破坏，导致相互啮合的齿轮两金属面直接接触，过早的造成齿轮的损坏。油位过低运行，有些齿轮齿面润滑不到，齿轮很容易被损坏。