简单了解MySQL数据库优化技巧

简单了解MySQL数据库优化技巧

一个成熟的数据库架构并不是一开始设计就具备高可用、高伸缩等特性的,它是随着用户量的增加,基础架构才逐渐完善。这篇文章主要谈谈MySQL数据库在发展周期中所面临的问题及优化方案,暂且抛开前端应用不说,大致分为以下五个阶段:

阶段一:数据库表设计

项目立项后,开发部门根据产品部门需求开发项目。
开发工程师在开发项目初期会对表结构设计。对于数据库来说,表结构设计很重要,如果设计不当,会直接影响到用户访问网站速度,用户体验不好!这种情况具体影响因素有很多,例如慢查询(低效的查询语句)、没有适当建立索引、数据库堵塞(锁)等。当然,有测试部门的团队,会做产品测试,找Bug。
由于开发工程师重视点不同,初期不会考虑太多数据库设计是否合理,而是尽快完成功能实现和交付。等项目上线有一定访问量后,隐藏的问题就会暴露,这时再去修改就不是这么容易的事了!

阶段二:数据库部署

是时候运维工程师出场了,项目上线。
项目初期访问量一般是寥寥无几,此阶段Web+数据库单台部署足以应对在1000左右的QPS(每秒查询率)。考虑到单点故障,应做到高可用性,可采用MySQL主从复制+Keepalived实现双机热备。主流HA软件有:Keepalived(推荐)、Heartbeat。

阶段三:数据库性能优化 

如果将MySQL部署到普通的X86服务器上,在不经过任何优化情况下,MySQL理论值正常可以处理1500左右QPS,经过优化后,有可能会提升到2000左右QPS。否则,访问量当达到1500左右并发连接时,数据库处理性能可能响应就会慢,而且硬件资源还比较富裕,这时就该考虑性能优化问题了。那么怎样能让数据库发挥最大性能呢?主要从硬件配置、数据库配置、架构方面着手,具体分为以下:

3.1 硬件配置

如果有条件一定要SSD固态硬盘代替SAS机械硬盘,将RAID级别调整为RAID1+0,相对于RAID1和RAID5有更好的读写性能,毕竟数据库的压力主要来自磁盘I/O方面。
Linux内核有一个特性,会从物理内存中划分出缓存区(系统缓存和数据缓存)来存放热数据,通过文件系统延迟写入机制,等满足条件时(如缓存区大小到达一定百分比或者执行sync命令)才会同步到磁盘。也就是说物理内存越大,分配缓存区越大,缓存数据越多。当然,服务器故障会丢失一定的缓存数据。建议物理内存至少富裕50%以上。

3.2 数据库配置优化

MySQL应用最广泛的有两种存储引擎:一个是MyISAM,不支持事务处理,读性能处理快,表级别锁。另一个是InnoDB,支持事务处理(ACID属性),设计目标是为大数据处理,行级别锁。
表锁:开销小,锁定粒度大,发生死锁概率高,相对并发也低。
行锁:开销大,锁定粒度小,发生死锁概率低,相对并发也高。
为什么会出现表锁和行锁呢?主要为保证数据完整性。举个例子,一个用户在操作一张表,其他用户也想操作这张表,那么就要等第一个用户操作完,其他用户才能操作,表锁和行锁就是这个作用。否则多个用户同时操作一张表,肯定会数据产生冲突或者异常。
根据这些方面看,使用InnoDB存储引擎是最好的选择,也是MySQL5.5+版本默认存储引擎。每个存储引擎相关运行参数比较多,以下列出可能影响数据库性能的参数。
公共参数默认值:

max_connections = 151
# 同时处理最大连接数,建议设置最大连接数是上限连接数的80%左右
sort_buffer_size = 2M
# 查询排序时缓冲区大小,只对order by和group by起作用,建议增大为16M
open_files_limit = 1024 
# 打开文件数限制,如果show global status like 'open_files'查看的值等于或者大于open_files_limit值时,程序会无法连接数据库或卡死

MyISAM参数默认值:

key_buffer_size = 16M
# 索引缓存区大小,一般设置物理内存的30-40%
read_buffer_size = 128K 
# 读操作缓冲区大小,建议设置16M或32M
query_cache_type =>
innodb_buffer_pool_size = 128M
# 索引和数据缓冲区大小,建议设置物理内存的70%左右
innodb_buffer_pool_instances = 1  
# 缓冲池实例个数,推荐设置4个或8个
innodb_flush_log_at_trx_commit = 1 
# 关键参数,0代表大约每秒写入到日志并同步到磁盘,数据库故障会丢失1秒左右事务数据。1为每执行一条SQL后写入到日志并同步到磁盘,I/O开销大,执行完SQL要等待日志读写,效率低。2代表只把日志写入到系统缓存区,再每秒同步到磁盘,效率很高,如果服务器故障,才会丢失事务数据。对数据安全性要求不是很高的推荐设置2,性能高,修改后效果明显。
innodb_file_per_table = OFF 
# 是否共享表空间,5.7+版本默认ON,共享表空间idbdata文件不断增大,影响一定的I/O性能。建议开启独立表空间模式,每个表的索引和数据都存在自己独立的表空间中,可以实现单表在不同数据库中移动。
innodb_log_buffer_size = 8M 
# 日志缓冲区大小,由于日志最长每秒钟刷新一次,所以一般不用超过16M

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