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[導讀]今天,數(shù)據(jù)庫的操作越來越成為整個應(yīng)用的性能瓶頸了,這點對于Web應(yīng)用尤其明顯。關(guān)于數(shù)據(jù)庫的性能,這并不只是DBA才需要擔心的事,而這更是我們程序員需要去關(guān)注的事情。當我們?nèi)ピO(shè)計數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu),對操作數(shù)據(jù)

今天,數(shù)據(jù)庫的操作越來越成為整個應(yīng)用的性能瓶頸了,這點對于Web應(yīng)用尤其明顯。關(guān)于數(shù)據(jù)庫的性能,這并不只是DBA才需要擔心的事,而這更是我們程序員需要去關(guān)注的事情。當我們?nèi)ピO(shè)計數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu),對操作數(shù)據(jù)庫時(尤其是查表時的SQL語句),我們都需要注意數(shù)據(jù)操作的性能。這里,我們不會講過多的SQL語句的優(yōu)化,而只是針對MySQL這一Web應(yīng)用最多的數(shù)據(jù)庫。希望下面的這些優(yōu)化技巧對你有用。

1.為查詢緩存優(yōu)化你的查詢

大多數(shù)的MySQL服務(wù)器都開啟了查詢緩存。這是提高性最有效的方法之一,而且這是被MySQL的數(shù)據(jù)庫引擎處理的。當有很多相同的查詢被執(zhí)行了多次的時候,這些查詢結(jié)果會被放到一個緩存中,這樣,后續(xù)的相同的查詢就不用操作表而直接訪問緩存結(jié)果了。

這里最主要的問題是,對于程序員來說,這個事情是很容易被忽略的。因為,我們某些查詢語句會讓MySQL不使用緩存。請看下面的示例:

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上面兩條SQL語句的差別就是CURDATE(),MySQL的查詢緩存對這個函數(shù)不起作用。所以,像NOW()和RAND()或是其它的諸如此類的SQL函數(shù)都不會開啟查詢緩存,因為這些函數(shù)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(shù),從而開啟緩存。

2.EXPLAIN你的SELECT查詢

使用EXPLAIN關(guān)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(jié)構(gòu)的性能瓶頸。

EXPLAIN的查詢結(jié)果還會告訴你你的索引主鍵被如何利用的,你的數(shù)據(jù)表是如何被搜索和排序的……等等,等等。

挑一個你的SELECT語句(推薦挑選那個最復雜的,有多表聯(lián)接的),把關(guān)鍵字EXPLAIN加到前面。你可以使用phpmyadmin來做這個事。然后,你會看到一張表格。下面的這個示例中,我們忘記加上了group_id索引,并且有表聯(lián)接:ww.phperz.com

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當我們?yōu)間roup_id字段加上索引后:

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我們可以看到,前一個結(jié)果顯示搜索了7883行,而后一個只是搜索了兩個表的9和16行。查看rows列可以讓我們找到潛在的性能問題。

3.當只要一行數(shù)據(jù)時使用LIMIT1

當你查詢表的有些時候,你已經(jīng)知道結(jié)果只會有一條結(jié)果,但因為你可能需要去fetch游標,或是你也許會去檢查返回的記錄數(shù)。

在這種情況下,加上LIMIT 1可以增加性能。這樣一樣,MySQL數(shù)據(jù)庫引擎會在找到一條數(shù)據(jù)后停止搜索,而不是繼續(xù)往后查少下一條符合記錄的數(shù)據(jù)。

下面的示例,只是為了找一下是否有“中國”的用戶,很明顯,后面的會比前面的更有效率。(請注意,第一條中是Select *,第二條是Select 1)

php程序員站

4.為搜索字段建索引

索引并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(jīng)常用來做搜索,那么,請為其建立索引吧。

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從上圖你可以看到那個搜索字串 “l(fā)ast_name LIKE ‘a(chǎn)%’”,一個是建了索引,一個是沒有索引,性能差了4倍左右。

另外,你應(yīng)該也需要知道什么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(guān)鍵詞或是Tag什么的)

5.在Join表的時候使用相當類型的例,并將其索引

如果你的應(yīng)用程序有很多JOIN查詢,你應(yīng)該確認兩個表中Join的字段是被建過索引的。這樣,MySQL內(nèi)部會啟動為你優(yōu)化Join的SQL語句的機制。

而且,這些被用來Join的字段,應(yīng)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。對于那些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)程序員站

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6.千萬不要ORDER BY RAND()

想打亂返回的數(shù)據(jù)行?隨機挑一個數(shù)據(jù)?真不知道誰發(fā)明了這種用法,但很多新手很喜歡這樣用。但你確不了解這樣做有多么可怕的性能問題。

如果你真的想把返回的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫的性能呈指數(shù)級的下降。這里的問題是:MySQL會不得不去執(zhí)行RAND()函數(shù)(很耗CPU時間),而且這是為了每一行記錄去記行,然后再對其排序。就算是你用了Limit 1也無濟于事(因為要排序)

下面的示例是隨機挑一條記錄

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7.避免 SELECT *

從數(shù)據(jù)庫里讀出越多的數(shù)據(jù),那么查詢就會變得越慢。并且,如果你的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB服務(wù)器是兩臺獨立的服務(wù)器的話,這還會增加網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢撦d。

所以,你應(yīng)該養(yǎng)成一個需要什么就取什么的好的習慣。

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8.永遠為每張表設(shè)置一個ID

我們應(yīng)該為數(shù)據(jù)庫里的每張表都設(shè)置一個ID做為其主鍵,而且最好的是一個INT型的(推薦使用UNSIGNED),并設(shè)置上自動增加的AUTO_INCREMENT標志。

就算是你users表有一個主鍵叫“email”的字段,你也別讓它成為主鍵。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(yīng)該使用表的ID來構(gòu)造你的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

而且,在MySQL數(shù)據(jù)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(shè)置變得非常重要,比如,集群,分區(qū)……

在這里,只有一個情況是例外,那就是“關(guān)聯(lián)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(gòu)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,那么,“成績表”就是“關(guān)聯(lián)表”了,其關(guān)聯(lián)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。www~phperz~com

9.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,但其外表上顯示為字符串。這樣一來,用這個字段來做一些選項列表變得相當?shù)耐昝馈?/p>

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

MySQL也有一個“建議”(見第十條)告訴你怎么去重新組織你的表結(jié)構(gòu)。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(guān)的建議。

10.從PROCEDURE ANALYSE()取得建議p程序員站

PROCEDURE ANALYSE() 會讓MySQL幫你去分析你的字段和其實際的數(shù)據(jù),并會給你一些有用的建議。只有表中有實際的數(shù)據(jù),這些建議才會變得有用,因為要做一些大的決定是需要有數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)的。

例如,如果你創(chuàng)建了一個INT字段作為你的主鍵,然而并沒有太多的數(shù)據(jù),那么,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,因為數(shù)據(jù)不多,你可能會得到一個讓你把它改成ENUM的建議。這些建議,都是可能因為數(shù)據(jù)不夠多,所以決策做得就不夠準。

在phpmyadmin里,你可以在查看表時,點擊“Propose table structure”來查看這些建議

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一定要注意,這些只是建議,只有當你的表里的數(shù)據(jù)越來越多時,這些建議才會變得準確。一定要記住,你才是最終做決定的人。

11.盡可能的使用NOT NULL?php程序員站

除非你有一個很特別的原因去使用NULL值,你應(yīng)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(qū)別(如果是INT,那就是0和NULL)?如果你覺得它們之間沒有什么區(qū)別,那么你就不要使用NULL。(你知道嗎?在Oracle里,NULL 和 Empty的字符串是一樣的!)

不要以為 NULL 不需要空間,其需要額外的空間,并且,在你進行比較的時候,你的程序會更復雜。當然,這里并不是說你就不能使用NULL了,現(xiàn)實情況是很復雜的,依然會有些情況下,你需要使用NULL值。

下面摘自MySQL自己的文檔:

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12. Prepared Statements

Prepared Statements很像存儲過程,是一種運行在后臺的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(jīng)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,這會為你帶來可觀的性能優(yōu)勢。你可以給這些Prepared Statements定義一些參數(shù),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(wǎng)絡(luò)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,因為其不支持查詢緩存。但據(jù)說版本5.1后支持了。?php程序員之家

在PHP中要使用prepared statements,你可以查看其使用手冊:mysqli擴展或是使用數(shù)據(jù)庫抽象層,如:PDO.

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13.無緩沖的查詢

正常的情況下,當你在當你在你的腳本中執(zhí)行一個SQL語句的時候,你的程序會停在那里直到?jīng)]這個SQL語句返回,然后你的程序再往下繼續(xù)執(zhí)行。你可以使用無緩沖查詢來改變這個行為。ww~phperz~com

關(guān)于這個事情,在PHP的文檔中有一個非常不錯的說明:mysql_unbuffered_query()函數(shù):

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上面那句話翻譯過來是說,mysql_unbuffered_query()發(fā)送一個SQL語句到MySQL而并不像mysql_query()一樣去自動fethch和緩存結(jié)果。這會相當節(jié)約很多可觀的內(nèi)存,尤其是那些會產(chǎn)生大量結(jié)果的查詢語句,并且,你不需要等到所有的結(jié)果都返回,只需要第一行數(shù)據(jù)返回的時候,你就可以開始馬上開始工作于查詢結(jié)果了。

然而,這會有一些限制。因為你要么把所有行都讀走,或是你要在進行下一次的查詢前調(diào)用 mysql_free_result() 清除結(jié)果。而且, mysql_num_rows() 或 mysql_data_seek() 將無法使用。所以,是否使用無緩沖的查詢你需要仔細考慮。

14.把IP地址存成UNSIGNED INT

很多程序員都會創(chuàng)建一個VARCHAR(15) 字段來存放字符串形式的IP而不是整形的IP。如果你用整形來存放,只需要4個字節(jié),并且你可以有定長的字段。而且,這會為你帶來查詢上的優(yōu)勢,尤其是當你需要使用這樣的WHERE條件:IP between ip1 and ip2。

我們必需要使用UNSIGNED INT,因為IP地址會使用整個32位的無符號整形。

而你的查詢,你可以使用 INET_ATON()來把一個字符串IP轉(zhuǎn)成一個整形,并使用INET_NTOA()把一個整形轉(zhuǎn)成一個字符串IP。在PHP中,也有這樣的函數(shù) ip2long()和long2ip()。

perz.com

15.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,整個表會被認為是 “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,那么這個表就不是“固定長度靜態(tài)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,因為MySQL搜尋得會更快一些,因為這些固定的長度是很容易計算下一個數(shù)據(jù)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,那么,每一次要找下一條的話,需要程序找到主鍵。

并且,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,因為定長的字段無論你用不用,他都是要分配那么多的空間。?php程序員站

使用“垂直分割”技術(shù)(見下一條),你可以分割你的表成為兩個一個是定長的,一個則是不定長的。

16.垂直分割

“垂直分割”是一種把數(shù)據(jù)庫中的表按列變成幾張表的方法,這樣可以降低表的復雜度和字段的數(shù)目,從而達到優(yōu)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(shù)據(jù)庫操作的時候除了個人信息外,你并不需要經(jīng)常讀取或是改寫這個字段。那么,為什么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,我對于用戶表來說,只有用戶ID,用戶名,口令,用戶角色等會被經(jīng)常使用。小一點的表總是會有好的性能。

示例二:你有一個叫“l(fā)ast_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,因為查詢緩存會幫你增加很多性能。hp程序員之家

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(jīng)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(shù)級的下降。?php程

17.拆分大的DELETE或INSERT語句

如果你需要在一個在線的網(wǎng)站上去執(zhí)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(wǎng)站停止相應(yīng)。因為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(wù)器也不希望有太多的子進程,線程和數(shù)據(jù)庫鏈接,這是極大的占服務(wù)器資源的事情,尤其是內(nèi)存。

如果你把你的表鎖上一段時間,比如30秒鐘,那么對于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(shù)據(jù)庫鏈接,打開的文件數(shù),可能不僅僅會讓你泊WEB服務(wù)Crash,還可能會讓你的整臺服務(wù)器馬上掛了。

所以,如果你有一個大的處理,你定你一定把其拆分,使用LIMIT條件是一個好的方法。下面是一個示例:

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18.越小的列會越快

對于大多數(shù)的數(shù)據(jù)庫引擎來說,硬盤操作可能是最重大的瓶頸。所以,把你的數(shù)據(jù)變得緊湊會對這種情況非常有幫助,因為這減少了對硬盤的訪問。

參看MySQL的文檔Storage Requirements查看所有的數(shù)據(jù)類型。p程序員站

如果一個表只會有幾列罷了(比如說字典表,配置表),那么,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(jīng)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,你日后來干這個事,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,因為里面有一千六百萬條數(shù)據(jù)。?perz~com

19.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??釟ひ郧拔恼隆禡ySQL: InnoDB 還是 MyISAM?》討論和這個事情。hp程序員之家

MyISAM適合于一些需要大量查詢的應(yīng)用,但其對于有大量寫操作并不是很好。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對于 SELECT COUNT(*) 這類的計算是超快無比的。?www~phperz~com

InnoDB的趨勢會是一個非常復雜的存儲引擎,對于一些小的應(yīng)用,它會比 MyISAM還慢。他是它支持“行鎖” ,于是在寫操作比較多的時候,會更優(yōu)秀。并且,他還支持更多的高級應(yīng)用,比如:事務(wù)。

下面是MySQL的手冊

target=”_blank”MyISAM Storage EngineInnoDB Storage Engine

20.使用一個對象關(guān)系映射器(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。?phperz~com

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才會去真正的去做。但你也需要小心這種機制的副作用,因為這很有可能會因為要去創(chuàng)建很多很多小的查詢反而會降低性能。hperz.com

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

目前,個人最喜歡的PHP的ORM是:Doctrine。

21.小心“永久鏈接”

“永久鏈接”的目的是用來減少重新創(chuàng)建MySQL鏈接的次數(shù)。當一個鏈接被創(chuàng)建了,它會永遠處在連接的狀態(tài),就算是數(shù)據(jù)庫操作已經(jīng)結(jié)束了。而且,自從我們的Apache開始重用它的子進程后——也就是說,下一次的HTTP請求會重用Apache的子進程,并重用相同的MySQL鏈接。

PHP手冊:mysql_pconnect()

在理論上來說,這聽起來非常的不錯。但是從個人經(jīng)驗(也是大多數(shù)人的)上來說,這個功能制造出來的麻煩事更多。因為,你只有有限的鏈接數(shù),內(nèi)存問題,文件句柄數(shù),等等。

而且,Apache運行在極端并行的環(huán)境中,會創(chuàng)建很多很多的了進程。這就是為什么這種“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(tǒng)的架構(gòu)。

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