数据库优化查询的方法以及大访问量到数据库时的优化

Posted 2021-11-07 tom-shushu

一.数据库优化查询的方法

1.使用索引：

应尽量避免全表扫描，首先考虑在where 以及 order by  ,group  by 涉及的列上建立索引

2.优化SQL语句：

1>通过explain(查询优化神器)用来查看SQL语句的执行效果，可以帮助选择更好的索引和优化查询语句，写出更好的优化语句。通常我们可以对比较复杂的尤其是涉及到多表的SELECT语句，把关键字explain加到前面，查看执行计划，例如：

explain select * from news;

2>任何地方都不要使用select * from  ，用具体的字段列表代替“*”，不要返回用不到的任何字段。

3>不在索引列做运算或者使用函数。

4>查询尽可能使用limit 减少返回的行数，减少数据传输时间和带宽浪费。

3.优化数据库对象

1>.优化表的数据库类型

使用procedure  analyse()函数对表进行分析，该函数可以对表中列的数据类型提出优化建议。能小就用小。表数据类型第一个原则是：使用能正确的表示和储存数据的最短类型。这样可以减少对磁盘空间，内存，cpu缓存的使用。

使用方法：select * from  表名  procedure  analyse();

2>.对表进行拆分

第一种：垂直拆分

把主键和一些列放在一个表中，然后把主键和另外的列放到另一个表中。如果一个表中某些列常用，而另外一些列不常用，则可以用垂直拆分。

第二种：水平拆分

根据一列或者多列数据的值把数据行放到第二个独立的表中

3>.使用中间表来提高查询速度

创建中间表，表结构和原表结构完全相同，转移要统计的数据到中间表，然后在中间表上进行统计，得出想要的结果。

4.硬件优化：

1>CUP的优化

选择多核和主频高的CPU。

2>内存的优化

使用更大的内存。将尽量多的内存分配给mysql做缓存

3>磁盘I/O的优化

RAID没有数据冗余，没有数据校验的磁盘陈列。实现RAID0至少需要两块以上的磁盘，它将两块以上的硬盘合并成一块，数据连续地分割在每一块盘上。

RAID1是将一个两块硬盘所构成RAID磁盘阵列，其容量仅等于一块硬盘的容量，因为另一块只是当作数据“镜像”。

使用RAID-0+1磁盘阵列，RAID 0+1 是RAID0  和RAID 1的组合形式。它在提供与RAID 1一样的数据安全保障时，也提供了与RAID 0近似的储存性能。

4>调整磁盘调度算法

选择合适的磁盘调度算法，可以减少磁盘的寻道时间。

5.MySQl自身的优化

对MySQl自身的优化主要是对其配置文件my.cnf中的各项参数进行优化调整。如指定MySQL查询缓冲区的大小，指定MySQl允许的最大连接进程数等。

6.应用优化

1>使用数据库连接池

2>使用查询缓存

它的作用是存储select查询的文本及其相应结果。如果随后收到一个相同的查询，服务器会从查询缓存中直接查询结果。查询缓存适用于的对象是更新不频繁的表，当表中数据更改后，查询缓存中相关条目就会被清空。

二.如果有一个特别大的访问量到数据库上，如何优化？

1.使用优化查询的方法（如上面）

2.主从复制，读写分离，负载均衡

目前，大部分主流关系型数据库都提供了主从复制的功能，通过配置两台（或者多台）数据库的主从关系，可以将一台数据库服务器的数据跟新到另一台服务器上。网站可以利用数据库的这一功能，实现数据库的读写分离，从而改善数据库的负载压力。一个系统的读操作远远多于写操作，因此写操作发向master（主库），读操作发向于slaves（从库）进行操作（简单的轮询算法来决定使用哪个slave）。

利用数据库的读写分离，Web服务器在写数据的时候，访问主数据库（master），主数据库通过主从复制机制将数据更新同步到从数据库（slave），这样当Web服务器读数据的时候，就可以通过从数据库获取到数据。这一方案使得在大量读操作的Web应用可以轻松的读取数据，二主数据库也只会承受少量的写入操作，还可以实现数据的热备份，可谓是一举两得的方案。

1>主从复制原理：

　　1，影响MySQL-A数据库的操作，在数据库执行后，都会写入本地的日志系统A中。假设,实时的将变化了的日志系统中的数据库事件操作，通过网络发给MYSQL-B。
MYSQL-B收到后，写入本地日志系统B ,然后一条条的将数据库事件在数据库中完成。那么，MYSQL A的变化, MYSQL-B也会变化，这样就是所谓的MYSQL的复制。
　　在上面的模型中, MYSQL-A就是主服务器,即master , MYSQL-B就是从服务器,即slave。
　　日志系统A ，其实它是MYSQL的日志类型中的二进制日志,也就是专用来保存修改数据库表的所有动作，即bin log。 [注意 MYSQL会在执行语句之后，释放锁之前，写入二进制日志，确保事务安全]
　　日志系统B，并不是二进制日志，由于它是从MYSQL-A的二进制日志复制过来的，并不是自己的数据库变化产生的，有点接力的感觉,称为中继日志,即relay log。
　　可以发现，通过上面的机制，可以保证MYSQL-A和MYSQL-B的数据库数据一致，但是时间上肯定有延迟,即MYSQL-B的数据是滞后的。
　　2，简化版:
mysql主(称master)从(称slave)复制的原理:
　　(1).master将数据改变记录到二进制8志(binary log)中，也即是配置文件log-bin指定的文件(这些记录叫做二进制日志事件，binary log events)
　　PS:从图中可以看出，Slave服务器中有一个l/O线程(I/O Thread)在不停地监听Master的二进制日志(Binary Log)是否有更新；如果没有它会睡眠等待Master产生新的日志事件；如果有新的日志事件(Log Events)；则会将其拷贝至Slave服务器中的中继日志(RelayLoal）。
　　(2).slave将master的二进制日志事件(binary log events)拷贝到它的中继日志(relay log)。
　　(3).slave重做中继日志中的事件，将Master上的改变反映到它自己的数据库中。所以两端的数据是完全-样的。
　　PS：从图中可以看出，Slave 服务器中有一个SQL线程(SQL Thread)从中维日志读取事件，并重做其中的事件，从而更新Slave的数据，使其与Master中的数据致。只要该线程与10线程保持一致， 中继日志通常会位于OS的缓存中，所以中继日志的开销很小，附简要原理图：

 

 2>主从复制的几种方式：

1.同步复制

主服务器在将更新的数据写入它的二进制日志（Bin log）文件中后，必须等待验证所有的从服务器的更新数据是否已经复制到其中，之后才可以自由处理其他进入的事务处理请求。

2.异步复制

主服务器在将更新的数据写入它的二进制日志（Bin log）文件中后，无需等待验证更新数据是否已经复制到从服务器中，就可以自由处理其他进入的事务处理请求。

3.半同步复制

主服务器在将更新的数据写入它的二进制日志文件中后，只需要等待验证其中一台服务器的更新数据是否已经复制到其中，就可以自由处理其他进入的事务处理请求，其他从服务器不用管。

3.数据库分表，分区，分库

1>分表见上面描述

2>分区：

就是把一张表的数据分成多个区块，这些区块可以在一个磁盘上，也可以在不同的磁盘上，分区后，表面上还是一张表，但数据散列在多个位置，这样一来，多块硬盘同时处理不同的请求，从而提高磁盘I/O读写性能，实现比较简单，包括水平分区和垂直分区。

3>分库是根据业务不同把相关的表切分到不同的数据库中，比如web ,bbs ,blog等库。