深入淺出MySQL之優化

最近經常問別人MySQL優化，發現大家對這塊熟悉，但是不夠了解。因此反思總結下，MySQL優化，會有哪些方面呢？本文將其分成應用優化，查詢緩存優化，內存管理優化，并發參數調整和鎖問題，以及常用MySQL技巧

應用優化

在實際生產環境中，由于數據庫本身的性能局限，就必須要對 前臺的應用進行一些優化，來降低數據庫的訪問壓力。

使用連接池

對于訪問數據庫來說，建立連接的代價是比較昂貴的，因為我們頻繁的創建關閉連接，是比較耗費資源的，我們有 必要建立 數據庫連接池，以提高訪問的性能。

減少MySQL的訪問

避免對數據進行重復檢索，比如查一次能獲取所需字段，就不要分多次查詢，減少對數據庫的無用重復請求。

增加cache層

我們在應用中可以增加緩存來減輕數據庫負擔，緩存層有多種，也有很多實現方式。因此可以部分數據從數據庫中抽取出來放到應用端以文本方式存儲， 或者使用框架(Mybatis, Hibernate)提供的一 級緩存/二級緩存，或者使用redis數據庫來緩存數據。

負載均衡

負載均衡是應用中使用非常普遍的一種優化方法，它的機制就是利用某種均衡算法，將固定的負載量分布到不同的服務器上， 以此來降低單臺服務器的負載，達到優化的效果。

利用MySQL復制分流查詢。通過MySQL的主從復制，實現讀寫分離，使增刪改操作走主節點，查詢操作走從節點，從而可以降低單臺服務器的 讀寫壓力。

采用分布式數據庫架構。分布式數據庫架構適合大數據量、負載高的情況，它有良好的拓展性和高可用性。通過在多臺服務器之間分布數 據，可以實現在多臺服務器之間的負載均衡，提高訪問效率。

MySQL中查詢緩存優化

開啟Mysql的查詢緩存，當執行完全相同的SQL語句的時候，服務器就會直接從緩存中讀取結果，當數據被修改，之前的緩存會失效，修改比較頻繁的表不適合做查詢緩存。MySQL的查詢緩存默認是關閉的，需要手動配置參數 query_cache_type ， 來開啟查詢緩存。

查詢緩存select選項。可以在SELECT語句中指定兩個與查詢緩存相關的選項 ：

SQL_CACHE : 如果查詢結果是可緩存的，并且 query_cache_type 系統變量的值為ON或 DEMAND ，則緩存查詢結果 。

SQL_NO_CACHE : 服務器不使用查詢緩存。它既不檢查查詢緩存，也不檢查結果是否已緩存，也不緩存查詢結果。

例子：

查詢緩存失效有下列幾種：

SQL語句不一致。

查詢語句有些不確定時，不會緩存。如：now（），uuid（），current_date()等部分函數。

不使用任何表查詢。

查詢mysql，information_schema或者performance_schema數據庫中的表，不會走緩存。

在存儲過程，觸發器或者事件主體中執行查詢。

如果表更改，則使用該表的所有高速緩存查詢都將變為無效并從高速緩存中刪除。

內存管理優化

MySQL內存優化原則：

1） 將盡量多的內存分配給MySQL做緩存，但要給操作系統和其他程序預留足夠內存。

2） MyISAM 存儲引擎的數據文件讀取依賴于操作系統自身的IO緩存，因此，如果有MyISAM表，就要預留更多的 內存給操作系統做IO緩存。

3） 排序區、連接區等緩存是分配給每個數據庫會話（session）專用的，其默認值的設置要根據最大連接數合理 分配，如果設置太大，不但浪費資源，而且在并發連接較高時會導致物理內存耗盡。

InnoDB內存優化：

nnodb用一塊內存區做IO緩存池，該緩存池不僅用來緩存innodb的索引塊，而且也用來緩存innodb的數據塊。

Innodb_buffer_pool_size

?????? 該變量決定了 innodb 存儲引擎表數據和索引數據的最大緩存區大小。在保證操作系統及其他程序有足夠內存可用的情況下，innodb_bu?er_pool_size 的值越大，緩存命中率越高，訪問InnoDB表需要的磁盤I/O 就越少，性能也就越高。

Innodb_log_buffer_size

?????? 決定了innodb重做日志緩存的大小，對于可能產生大量更新記錄的大事務，增加innodb_log_bu?er_size的大小，可以避免innodb在事務提交前就執行不必要的日志寫入磁盤操作。

并發參數調整和鎖問題

從實現上來說，MySQL Server是多線程結構，包括后臺線程和客戶服務線程。多線程可以有效利用服務器資源，提高數據庫的并發性能。在Mysql中，控制并發連接和線程的主要參數包括 max_connections、back_log、 thread_cache_size、table_open_cahce。

max_connections

采用max_connections 控制允許連接到MySQL數據庫的最大數量，默認值是 151。如果狀態變量 connection_errors_max_connections 不為零，并且一直增長，則說明不斷有連接請求因數據庫連接數已達到允許最大值而失敗，這是可以考慮增大max_connections 的值。

Mysql 最大可支持的連接數，取決于很多因素，包括給定操作系統平臺的線程庫的質量、內存大小、每個連接的負荷、CPU的處理速度，期望的響應時間等。在Linux 平臺下，性能好的服務器，支持 500-1000 個連接不是難事，需要根據服務器性能進行評估設定。

back_log

back_log 參數控制MySQL監聽TCP端口時設置的積壓請求棧大小。如果MySql的連接數達到max_connections時， 新來的請求將會被存在堆棧中，以等待某一連接釋放資源，該堆棧的數量即back_log，如果等待連接的數量超過 back_log，將不被授予連接資源，將會報錯。5.6.6 版本之前默認值為 50 ， 之后的版本默認為 50 +（max_connections / 5）， 但最大不超過900。如果需要數據庫在較短的時間內處理大量連接請求?？梢钥紤]適當增大back_log 的值。 ?

table_open_cache

該參數用來控制所有SQL語句執行線程可打開表緩存的數量， 而在執行SQL語句時，每一個SQL執行線程至少要打開 1個表緩存。該參數的值應該根據設置的最大連接數 max_connections 以及每個連接執行關聯查詢中涉及的表的最大數量來設定 ：

max_connections x N ；

thread_cache_size

為了加快連接數據庫的速度，MySQL 會緩存一定數量的客戶服務線程以備重用，通過參數 thread_cache_size 可 控制 MySQL 緩存客戶服務線程的數量。

innodb_lock_wait_timeout

該參數是用來設置InnoDB 事務等待行鎖的時間，默認值是50ms,可以根據需要進行動態設置。對于需要快速反饋的業務系統來說，可以將行鎖的等待時間調小，以避免事務長時間掛起；對于后臺運行的批量處理程序來說，可以將行鎖的等待時間調，以避免發生大的回滾操作。

鎖問題

MySQL中的鎖要詳細了解，篇幅較大，本節大致概過。

鎖是計算機協調多個進程或線程并發訪問某一資源的機制（避免爭搶）。在數據庫中，除傳統的計算資源（如 CPU、RAM、I/O 等）的爭用以外，數據也是一種供許多用戶共享的資源。如何保證數據并發訪問的一致性、有效性是所有數據庫必須解決的一個問題，鎖沖突也是影響數據庫并發訪問性能的一個重要因素。從這個角度來說，鎖對數據庫而言顯得尤其重要，也更加復雜。

鎖分類：

從對數據操作的粒度分 ：

1） 表鎖：操作時，會鎖定整個表。

2） 行鎖：操作時，會鎖定當前操作行。

從對數據操作的類型分：

讀鎖（共享鎖）：針對同一份數據，多個讀操作可以同時進行而不會互相影響。

寫鎖（排它鎖）：當前操作沒有完成之前，它會阻斷其他寫鎖和讀鎖。

Innodb行鎖

行鎖特點 ：

偏向InnoDB 存儲引擎，開銷大，加鎖慢；會出現死鎖；鎖定粒度最小，發生鎖沖突的概率最低，并發度 也最高。InnoDB 與 MyISAM 的最大不同有兩點：一是支持事務；二是采用了行級鎖。

InnoDB 實現了以下兩種類型的行鎖。

共享鎖（S）：又稱為讀鎖，簡稱S鎖，共享鎖就是多個事務對于同一數據可以共享一把鎖，都能訪問到數據，但是只能讀不能修改。

排他鎖（X）：又稱為寫鎖，簡稱X鎖，排他鎖就是不能與其他鎖并存，如一個事務獲取了一個數據行的排他 鎖，其他事務就不能再獲取該行的其他鎖，包括共享鎖和排他鎖，但是獲取排他鎖的事務是可以對數據就行 讀取和修改。對于UPDATE、DELETE和INSERT語句，InnoDB會自動給涉及數據集加排他鎖（X)； 對于普通SELECT語句，InnoDB不會加任何鎖；

鎖概述

InnoDB存儲引擎由于實現了行級鎖定，雖然在鎖定機制的實現方面帶來了性能損耗可能比表鎖會更高一些，但是 在整體并發處理能力方面要遠遠由于MyISAM的表鎖的。當系統并發量較高的時候，InnoDB的整體性能和MyISAM 相比就會有比較明顯的優勢。

但是，InnoDB的行級鎖同樣也有其脆弱的一面，當我們使用不當的時候，可能會讓InnoDB的整體性能表現不僅不 能比MyISAM高，甚至可能會更差。

優化建議：

1）盡可能讓所有數據檢索都能通過索引來完成，避免無索引行鎖升級為表鎖。

2）合理設計索引，盡量縮小鎖的范圍。

3）盡可能減少索引條件，及索引范圍，避免間隙鎖。

4）盡量控制事務大小，減少鎖定資源量和時間長度。

5）盡可使用低級別事務隔離（但是需要業務層面滿足需求）。

6.??? 常用MySQL技巧

?????? SQL的執行順序。舉例如下：

?????? 編寫順序：

?????? ELECT DISTINCT

??? ?????? <select list>

FROM

??? ?????? <left_table> <join_type> JOIN

??? ?????? <right_table> ON <join_condition> WHERE

??? ?????? <where_condition>

GROUP BY

??? ?????? <group_by_list>

HAVING

??? ?????? <having_condition>

ORDER BY

??? ?????? <order_by_condition>

LIMIT

??? ?????? <limit_params>

?????? 執行順序：

?????? FROM??? <left_table>

ON????? <join_condition>? <join_type>????

JOIN???? <right_table>

WHERE?? <where_condition>

GROUP BY??? <group_by_list>

HAVING????? <having_condition>

SELECT DISTINCT???? <select list>

ORDER BY??? <order_by_condition>

LIMIT?????? <limit_params>

正則表達式的運用，以及常用的函數，如數字函數，字符串函數和日期函數等。

總結：本篇文章大致說到一些工作中常常用到的優化技巧，可做參考，更細致請關注公眾號，后續陸續推送。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的深入浅出MySQL之优化的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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