Mysql 性能优化(面试必备)

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学而不思则罔,思而不学则殆。

前言

在日常的项目开发过程中,大部分的业务都会涉及到数据的存储和读取,而 mysql 作为开发过程中常用的存储设备,了解清楚才能进行更好的开展业务。今天就从 mysql 性能优化作为切入点,了解一下 mysql 新能优化的主要关注点,在日常的工作以及面试过程中都可以展示自己扎实的基础知识。

mysql 性能优化的关注点

其实,mysql 性能优化不是简单的知道和使用 explainshow profile 就天下无敌了,这两个只是重要的方面,何况作为资深的 CRUD 工程师还未必经常使用,任何的知识都是 了解->熟悉->精通,当真正的了解原理或者系统的掌握才是真正的悟道。接下来开始进入正题,mysql 又能优化主要为 4 个方面:

  • 1 硬件资源和操作系统方面的优化
  • 2 架构设计方面的优化
  • 3 mysql 服务配置项的优化
  • 4 sql 执行层面的优化

硬件和操作系统方面的优化

硬件和操作系统就是指 mysql 服务所运行的服务器硬件资源情况,影响 mysql 性能的主要因素分为 cpu 、内存大小、磁盘读写速度、网络带宽,硬件是指操作系统的网络配置和系统文件句柄数设置(linux 系统中,一切皆文件,了解过 ES 搭建的同学都知道,ES 的搭建就需要修改系统最大打开的文件数) ,这部分的优化一般由运维工程师和 DBA 联合完成,在项目开发伊始,可以根据业务需要承载的数据量和 TPS 要求根据经验,考虑后续的业务扩展性,选择与业务相适配的 mysql 服务。

架构设计方面的优化

mysql 是一个磁盘 io 访问频繁的关系型数据库,在高并发和高性能的应用场景中会承受巨大的压力,可以采取以下措施来应对:

  • 1 搭建 mysql 主从集群,单个 mysql 服务一旦宕机,将会导致依赖 mysql 服务的应用无法响应导致服务不可用,可以采用采用主从集群或者主主集群避免单点故障,保障 mysql 服务的高可用性。
  • 2 读写分离设计,在读多写少的场景中,可以采用读写分离的方案避免读写冲突导致的性能问题。
  • 3 采用分库分表的设计。通过分库可以降低单个 mysql 服务器的 io 压力,通过分表的机制可以降低单表数据量,提高 sql 的查询效率。
  • 4 热点数据引入 Nosql。引入 Redis 或者 MongoDB 等非关系型数据库,可以缓解 mysql 的访问压力,提升数据的检索性能。

mysql 程序配置优化。

mysql 配置文件的优化,一般通过 mysql 配置文件 my.cnf 来设置。配置项一般包括:

  • mysql 的最大连接数 max_connections (注意这里说的不是项目中设置的数据库连接池的连接数)
  • 最大的传输包(max_allowed_packet = 16M
  • 开启 bin log(默认不开启,主要用在 mysql 同步的场景中)
  • general log(通用日志记录 sql 的执行记录)来记录日志
  • 还有就是缓冲区(buffer pool), 包括: 关联查询缓冲区 join_buffer_size=128M, 读数据缓冲区 read_buffer_size=16M,随机读缓冲区 read_rnd_buffer_size=32M ,排序数据缓冲区 sort_buffer_size=32M, innodb 数据缓冲区 innodb_buffer_pool_size=4G

这些参数的配置一般和服务器的资源和使用场景有关,需要根据实际情况来设置。配置项的修改需要关注两个点,一是配置的作用范围,分为会话级别和全局范围,全局参数对已经存在的会话不会生效,会话参数设置只在当前会话生效,会话结束则配置失效,全局类的配置放在默认的配置文件中,否则服务重启将会失效。第二是否支持热加载

sql 执行层面优化

sql 执行层面优化的要点如下:

  • 1 慢 sql 查询分析,通过慢 sql 查询日志和慢 sql 查询分析工具来定位有问题的 sql 列表
  • 2 执行计划。通过 explain 关键字 + 慢 sql 查看当前 sql 的执行计划,需要重点关注 select_type、type、 key、 rows、 filterd、 possible_keys 来分析 sql 慢的原因.
  • 3 使用 show profile 工具来分析,该工具是 mysql 提供的分析当前会话中 sql 语句资源消耗情况的工具,可以用于 sql 调优的测量,当前会话中默认是关闭的状态,需要根据情况打开,默认保存最近 15 次的分析结果,针对慢 sql 可以通过 show profile 工具来进行详细分析,得到整个过程中所以资源的开销情况,比如 io 开销 cpu 开销和内存开销等情况

最终总结

  • 1 sql 的查询一定要根据索引来进行数据扫描
  • 2 避免查询列上使用函数运算或者运算符,避免索引失效
  • 3 where 条件语句中 like % 好尽量放置在右边
  • 4 使用索引扫描,联合索引的列从左往右,命中的越多越好
  • 5 sql 语句的排序字段尽量是索引字段,否则会开辟空间进行结果排序
  • 6 查询语句避免使用 *号,使用需要查询的列信息即可。
  • 7 关联查询或者子查询使用小结果集驱动大结果集。