关于数据库优化你知道多少？

Posted 2022-08-25 流楚丶格念

文章目录

• 什么是数据库优化？
• • 优化MySQL的查询
  • • 使用索引：
    • 优化子查询：
  • 优化MySQL的插入
  • • MyISAM引擎
    • InnoDB引擎
• 海量数据处理优化
• • 表中包含几千万条数据该怎么办？
• MySQL的慢查询优化
• • 慢查询概念
  • 开启慢查询日志：
  • 分析慢查询日志：
  • • 1. 索引没起作用的情况
    • 2. 优化数据库结构
    • 3. 分解关联查询
    • 4. 优化LIMIT分页

什么是数据库优化？

mysql数据库优化是多方面的，原则是减少系统的瓶颈，减少资源的占用，增加系统的反应速度。

针对于数据库，我们可以通过使用下面方法进行优化：

• 通过优化文件系统，提高磁盘I\\O的读写速度；
• 通过优化操作系统调度策略，提高MySQL在高负荷情况下的负载能力；
• 优化表结构、索引、查询语句等使查询响应更快；

针对于查询语句，我们可以通过优化查询操作：

• 针对查询，我们可以通过使用索引、使用连接代替子查询的方式来提高查询速度。
• 针对慢查询，我们可以通过分析慢查询日志，来发现引起慢查询的原因，从而有针对性的进行优化。
• 针对插入，我们可以通过禁用索引、禁用检查等方式来提高插入速度，在插入之后再启用索引和检查。
• 针对数据库结构，我们可以通过将字段很多的表拆分成多张表、增加中间表、增加冗余字段等方式进行优化。

好多啊，下面我们来看看里面的细节：

优化MySQL的查询

使用索引：

如果查询时没有使用索引，查询语句将扫描表中的所有记录。在数据量大的情况下，这样查询的速度会很慢。如果使用索引进行查询，查询语句可以根据索引快速定位到待查询记录，从而减少查询的记录数，达到提高查询速度的目的。

索引可以提高查询的速度，但并不是使用带有索引的字段查询时索引都会起作用。有几种特殊情况，在这些情况下有可能使用带有索引的字段查询时索引并没有起作用。

1. 使用LIKE关键字的查询语句

   在使用LIKE关键字进行查询的查询语句中，如果匹配字符串的第一个字符为“%”，索引不会起作用。只有“%”不在第一个位置，索引才会起作用。（最左前缀原则）

2. 使用多列索引的查询语句

   MySQL可以为多个字段创建索引。一个索引可以包括16个字段。对于多列索引，只有查询条件中使用了这些字段中的第1个字段时索引才会被使用。（最左前缀原则）

3. 使用OR关键字的查询语句

   查询语句的查询条件中只有OR关键字，且OR前后的两个条件中的列都是索引时，查询中才使用索引。否则，查询将不使用索引。

   注意：并不是有OR不能使用索引。

优化子查询：

使用子查询可以进行SELECT语句的嵌套查询，即一个SELECT查询的结果作为另一个SELECT语句的条件。子查询可以一次性完成很多逻辑上需要多个步骤才能完成的SQL操作。

子查询虽然可以使查询语句很灵活，但执行效率不高。执行子查询时，MySQL需要为内层查询语句的查询结果建立一个临时表。然后外层查询语句从临时表中查询记录。查询完毕后，再撤销这些临时表。因此，子查询的速度会受到一定的影响。如果查询的数据量比较大，这种影响就会随之增大。

在MySQL中，可以使用连接（JOIN）查询来替代子查询。连接查询不需要建立临时表，其速度比子查询要快，如果查询中使用索引，性能会更好。

优化MySQL的插入

影响插入速度的主要是索引、唯一性校验、一次插入记录条数等。针对这些情况，可以分别进行优化。

MyISAM引擎

对于MyISAM引擎的表，常见的优化方法如下：

1. 禁用索引

   对于非空表，插入记录时，MySQL会根据表的索引对插入的记录建立索引。如果插入大量数据，建立索引会降低插入记录的速度。为了解决这种情况，可以在插入记录之前禁用索引，数据插入完毕后再开启索引。对于空表批量导入数据，则不需要进行此操作，因为MyISAM引擎的表是在导入数据之后才建立索引的。

2. 禁用唯一性检查

   插入数据时，MySQL会对插入的记录进行唯一性校验。这种唯一性校验也会降低插入记录的速度。为了降低这种情况对查询速度的影响，可以在插入记录之前禁用唯一性检查，等到记录插入完毕后再开启。

3. 使用批量插入

   插入多条记录时，可以使用一条INSERT语句插入一条记录，也可以使用一条INSERT语句插入多条记录。使用一条INSERT语句插入多条记录的情形如下，而这种方式的插入速度更快。

   INSERT INTO fruits VALUES 
   ('x1', '101', '啦啦啦', '5.7'), 
   ('x2', '101', '咕咕咕', '5.7'), 
   ('x3', '101', '呼呼呼', '5.7');
   

4. 使用LOAD DATA INFILE批量导入

   当需要批量导入数据时，如果能用LOAD DATA INFILE语句，就尽量使用。因为LOAD DATA INFILE语句导入数据的速度比INSERT语句快。

InnoDB引擎

对于InnoDB引擎的表，常见的优化方法如下：

1. 禁用唯一性检查

   插入数据之前执行 set unique_checks=0 来禁止对唯一索引的检查，数据导入完成之后再运行 set unique_checks=1 。这个和MyISAM引擎的使用方法一样。

2. 禁用外键检查

   插入数据之前执行禁止对外键的检查，数据插入完成之后再恢复对外键的检查。

3. 禁用事务自动提交

   插入数据之前禁止事务的自动提交，数据导入完成之后，执行恢复自动提交操作。

海量数据处理优化

表中包含几千万条数据该怎么办？

建议按照如下顺序进行优化：

1. 优化SQL和索引；
2. 增加缓存，如memcached、redis；
3. 读写分离，可以采用主从复制，也可以采用主主复制；
4. 使用MySQL自带的分区表，这对应用是透明的，无需改代码，但SQL语句是要针对分区表做优化的；
5. 做垂直拆分，即根据模块的耦合度，将一个大的系统分为多个小的系统；
6. 做水平拆分，要选择一个合理的sharding key，为了有好的查询效率，表结构也要改动，做一定的冗余，应用也要改，sql中尽量带sharding key，将数据定位到限定的表上去查，而不是扫描全部的表。

MySQL的慢查询优化

慢查询概念

慢查询，顾名思义，执行很慢的查询。有多慢？超过 long_query_time 参数设定的时间阈值（默认10s），就被认为是慢的，是需要优化的。慢查询被记录在慢查询日志里。

然而，慢查询日志默认是不开启的，也就是说一般人没玩过这功能。如果你需要优化SQL语句，就可以开启这个功能，它可以让你很容易地知道哪些语句是需要优化的（想想一个SQL要10s就可怕）。

优化MySQL的慢查询，可以按照如下步骤进行：

开启慢查询日志：

MySQL中慢查询日志默认是关闭的，可以通过配置文件my.ini或者my.cnf中的log-slow-queries选项打开，也可以在MySQL服务启动的时候使用 --log-slow-queries[=file_name] 启动慢查询日志。

启动慢查询日志时，需要在my.ini或者my.cnf文件中配置long_query_time选项指定记录阈值，如果某条查询语句的查询时间超过了这个值，这个查询过程将被记录到慢查询日志文件中。

分析慢查询日志：

直接分析mysql慢查询日志，利用explain关键字可以模拟优化器执行SQL查询语句，来分析sql慢查询语句。

1. 索引没起作用的情况

在使用LIKE关键字进行查询的查询语句中，如果匹配字符串的第一个字符为“%”，索引不会起作用。只有“%”不在第一个位置，索引才会起作用（最左前缀原则）。

MySQL可以为多个字段创建索引。一个索引可以包括16个字段。对于多列索引，只有查询条件中使用了这些字段中的第1个字段时索引才会被使用（最左前缀原则）。

查询语句的查询条件中只有OR关键字，且OR前后的两个条件中的列都是索引时，查询中才使用索引。否则，查询将不使用索引。

2. 优化数据库结构

对于字段比较多的表，如果有些字段的使用频率很低，可以将这些字段分离出来形成新表。

因为当一个表的数据量很大时，会由于使用频率低的字段的存在而变慢。

对于需要经常联合查询的表，可以建立中间表以提高查询效率。通过建立中间表，把需要经常联合查询的数据插入到中间表中，然后将原来的联合查询改为对中间表的查询，以此来提高查询效率。

3. 分解关联查询

很多高性能的应用都会对关联查询进行分解，就是可以对每一个表进行一次单表查询，然后将查询结果在应用程序中进行关联，很多场景下这样会更高效。

4. 优化LIMIT分页

当偏移量非常大的时候，例如可能是limit 10000,20这样的查询，这是mysql需要查询10020条然后只返回最后20条，前面的10000条记录都将被舍弃，这样的代价很高。

优化此类查询的一个最简单的方法是尽可能的使用索引覆盖扫描，而不是查询所有的列。然后根据需要做一次关联操作再返回所需的列。对于偏移量很大的时候这样做的效率会得到很大提升。