大牛出招｜分分鐘解決 MySQL 查詢速度慢與性能差
作者：唐立勇
https://segmentfault.com/a/1190000013672421
一、什么影響了數(shù)據(jù)庫查詢速度
1.1 影響數(shù)據(jù)庫查詢速度的四個(gè)因素
? ??
1.2 風(fēng)險(xiǎn)分析
QPS：Queries Per Second意思是“每秒查詢率”，是一臺服務(wù)器每秒能夠相應(yīng)的查詢次數(shù)，是對一個(gè)特定的查詢服務(wù)器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)所處理流量多少的衡量標(biāo)準(zhǔn)。TPS：是TransactionsPerSecond的縮寫，也就是事務(wù)數(shù)/秒。它是軟件測試結(jié)果的測量單位。客戶機(jī)在發(fā)送請求時(shí)開始計(jì)時(shí)，收到服務(wù)器響應(yīng)后結(jié)束計(jì)時(shí)，以此來計(jì)算使用的時(shí)間和完成的事務(wù)個(gè)數(shù)。????Tips：最好不要在主庫上數(shù)據(jù)庫備份，大型活動(dòng)前取消這樣的計(jì)劃。
效率低下的
sql：超高的QPS與TPS。大量的并發(fā)：數(shù)據(jù)連接數(shù)被占滿（
max_connection默認(rèn)100，一般把連接數(shù)設(shè)置得大一些）。
并發(fā)量:同一時(shí)刻數(shù)據(jù)庫服務(wù)器處理的請求數(shù)量超高的
CPU使用率：CPU資源耗盡出現(xiàn)宕機(jī)。磁盤
IO：磁盤IO性能突然下降、大量消耗磁盤性能的計(jì)劃任務(wù)。解決：更快磁盤設(shè)備、調(diào)整計(jì)劃任務(wù)、做好磁盤維護(hù)。
1.3 網(wǎng)卡流量：如何避免無法連接數(shù)據(jù)庫的情況
減少從服務(wù)器的數(shù)量（從服務(wù)器會(huì)從主服務(wù)器復(fù)制日志）
進(jìn)行分級緩存（避免前端大量緩存失效）
避免使用
select *?進(jìn)行查詢分離業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)
1.4 大表帶來的問題（重要）
1.4.1 大表的特點(diǎn)
記錄行數(shù)巨大，單表超千萬
表數(shù)據(jù)文件巨大，超過
10個(gè)G
1.4.2 大表的危害
1.慢查詢：很難在短時(shí)間內(nèi)過濾出需要的數(shù)據(jù)
????查詢字區(qū)分度低 -> 要在大數(shù)據(jù)量的表中篩選出來其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生大量的磁盤io?-> 降低磁盤效率
2.對DDL影響：
????建立索引需要很長時(shí)間：
MySQL -v<5.5?建立索引會(huì)鎖表MySQL -v>=5.5?建立索引會(huì)造成主從延遲（mysql建立索引，先在組上執(zhí)行，再在庫上執(zhí)行）
????修改表結(jié)構(gòu)需要長時(shí)間的鎖表：會(huì)造成長時(shí)間的主從延遲('480秒延遲')
1.4.3 如何處理數(shù)據(jù)庫上的大表
分庫分表把一張大表分成多個(gè)小表
????難點(diǎn)：
分表主鍵的選擇
分表后跨分區(qū)數(shù)據(jù)的查詢和統(tǒng)計(jì)
1.5 大事務(wù)帶來的問題（重要）
1.5.1 什么是事務(wù)
? ??
1.5.2事務(wù)的ACID屬性
1、原子性（atomicity)：全部成功，全部回滾失敗。銀行存取款。2、一致性（consistent)：銀行轉(zhuǎn)賬的總金額不變。
3、隔離性（isolation)：
????隔離性等級：
未提交讀(
READ UNCOMMITED)?臟讀,兩個(gè)事務(wù)之間互相可見；已提交讀(
READ COMMITED)符合隔離性的基本概念,一個(gè)事務(wù)進(jìn)行時(shí)，其它已提交的事物對于該事務(wù)是可見的，即可以獲取其它事務(wù)提交的數(shù)據(jù)。可重復(fù)讀(
REPEATABLE READ)?InnoDB的默認(rèn)隔離等級。事務(wù)進(jìn)行時(shí)，其它所有事務(wù)對其不可見，即多次執(zhí)行讀，得到的結(jié)果是一樣的！可串行化（
SERIALIZABLE） 在讀取的每一行數(shù)據(jù)上都加鎖，會(huì)造成大量的鎖超時(shí)和鎖征用，嚴(yán)格數(shù)據(jù)一致性且沒有并發(fā)是可使用。
????查看系統(tǒng)的事務(wù)隔離級別：show variables like '%iso%';
????開啟一個(gè)新事務(wù)：begin;
????提交一個(gè)事務(wù)：commit;
????修改事物的隔離級別：set session tx_isolation='read-committed';
4、持久性(DURABILITY)：從數(shù)據(jù)庫的角度的持久性，磁盤損壞就不行了????
????redo log機(jī)制保證事務(wù)更新的一致性和持久性
1.5.3 大事務(wù)
運(yùn)行時(shí)間長，操作數(shù)據(jù)比較多的事務(wù)；
????風(fēng)險(xiǎn)：鎖定數(shù)據(jù)太多，回滾時(shí)間長，執(zhí)行時(shí)間長。
鎖定太多數(shù)據(jù)，造成大量阻塞和鎖超時(shí)；
回滾時(shí)所需時(shí)間比較長，且數(shù)據(jù)仍然會(huì)處于鎖定；
如果執(zhí)行時(shí)間長，將造成主從延遲，因?yàn)橹挥挟?dāng)主服務(wù)器全部執(zhí)行完寫入日志時(shí)，從服務(wù)器才會(huì)開始進(jìn)行同步，造成延遲。
????解決思路：
避免一次處理太多數(shù)據(jù)，可以分批次處理；
移出不必要的
SELECT操作，保證事務(wù)中只有必要的寫操作。
二、什么影響了MySQL性能（非常重要）
2.1 影響性能的幾個(gè)方面
服務(wù)器硬件。
服務(wù)器系統(tǒng)（系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化）。
存儲引擎。
?
MyISAM：?不支持事務(wù)，表級鎖。InnoDB:?支持事務(wù)，支持行級鎖，事務(wù)ACID。數(shù)據(jù)庫參數(shù)配置。
數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和SQL語句。（重點(diǎn)優(yōu)化）
2.2 MySQL體系結(jié)構(gòu)
????分三層：客戶端->服務(wù)層->存儲引擎
????
MySQL是插件式的存儲引擎，其中存儲引擎分很多種。只要實(shí)現(xiàn)符合mysql存儲引擎的接口，可以開發(fā)自己的存儲引擎!所有跨存儲引擎的功能都是在服務(wù)層實(shí)現(xiàn)的。
MySQL的存儲引擎是針對表的，不是針對庫的。也就是說在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中可以使用不同的存儲引擎。但是不建議這樣做。
2.3 InnoDB存儲引擎
????MySQL5.5及之后版本默認(rèn)的存儲引擎：InnoDB。
2.3.1 InnoDB使用表空間進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。
show variables like 'innodb_file_per_table
??如果innodb_file_per_table 為 ON 將建立獨(dú)立的表空間，文件為tablename.ibd；
??如果innodb_file_per_table 為 OFF 將數(shù)據(jù)存儲到系統(tǒng)的共享表空間，文件為ibdataX（X為從1開始的整數(shù)）；
??.frm?：是服務(wù)器層面產(chǎn)生的文件，類似服務(wù)器層的數(shù)據(jù)字典，記錄表結(jié)構(gòu)。
2.3.2 (MySQL5.5默認(rèn))系統(tǒng)表空間與(MySQL5.6及以后默認(rèn))獨(dú)立表空間
????1.1 系統(tǒng)表空間無法簡單的收縮文件大小，造成空間浪費(fèi)，并會(huì)產(chǎn)生大量的磁盤碎片。
????1.2 獨(dú)立表空間可以通過optimeze table?收縮系統(tǒng)文件，不需要重啟服務(wù)器也不會(huì)影響對表的正常訪問。
??? 2.1 如果對多個(gè)表進(jìn)行刷新時(shí)，實(shí)際上是順序進(jìn)行的，會(huì)產(chǎn)生IO瓶頸。
??? 2.2 獨(dú)立表空間可以同時(shí)向多個(gè)文件刷新數(shù)據(jù)。
強(qiáng)烈建立對Innodb 使用獨(dú)立表空間，優(yōu)化什么的更方便，可控。
2.3.3 系統(tǒng)表空間的表轉(zhuǎn)移到獨(dú)立表空間中的方法
??? 1、使用mysqldump 導(dǎo)出所有數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)（存儲過程、觸發(fā)器、計(jì)劃任務(wù)一起都要導(dǎo)出 ）可以在從服務(wù)器上操作。
??? 2、停止MYsql 服務(wù)器，修改參數(shù)（my.cnf加入innodb_file_per_table），并刪除Inoodb相關(guān)文件（可以重建Data目錄）。
??? 3、重啟MYSQL，并重建Innodb系統(tǒng)表空間。
??? 4、 重新導(dǎo)入數(shù)據(jù)。
????或者?Alter table?同樣可以的轉(zhuǎn)移，但是無法回收系統(tǒng)表空間中占用的空間。
2.4 InnoDB存儲引擎的特性
2.4.1 特性一：事務(wù)性存儲引擎及兩個(gè)特殊日志類型：Redo Log 和 Undo Log
Innodb?是一種事務(wù)性存儲引擎。完全支持事務(wù)的
ACID特性。支持事務(wù)所需要的兩個(gè)特殊日志類型：
Redo Log?和Undo Log
????Redo Log：實(shí)現(xiàn)事務(wù)的持久性(已提交的事務(wù))。
????Undo Log：未提交的事務(wù)，獨(dú)立于表空間，需要隨機(jī)訪問，可以存儲在高性能io設(shè)備上。
Undo日志記錄某數(shù)據(jù)被修改前的值，可以用來在事務(wù)失敗時(shí)進(jìn)行rollback；Redo日志記錄某數(shù)據(jù)塊被修改后的值，可以用來恢復(fù)未寫入data file的已成功事務(wù)更新的數(shù)據(jù)。
2.4.2 特性二：支持行級鎖
InnoDB支持行級鎖。
行級鎖可以最大程度地支持并發(fā)。
行級鎖是由存儲引擎層實(shí)現(xiàn)的。
2.5 什么是鎖
2.5.1 鎖
????
2.5.2 鎖類型
????
2.5.3 鎖的粒度
MySQL的事務(wù)支持不是綁定在MySQL服務(wù)器本身，而是與存儲引擎相關(guān)
? ??
????將table_name加表級鎖命令：lock table table_name write;?寫鎖會(huì)阻塞其它用戶對該表的‘讀寫’操作，直到寫鎖被釋放：unlock tables；
鎖的開銷越大，粒度越小，并發(fā)度越高。
表級鎖通常是在服務(wù)器層實(shí)現(xiàn)的。
行級鎖是存儲引擎層實(shí)現(xiàn)的。innodb的鎖機(jī)制，服務(wù)器層是不知道的
2.5.4 阻塞和死鎖
????（1）阻塞是由于資源不足引起的排隊(duì)等待現(xiàn)象。
????（2）死鎖是由于兩個(gè)對象在擁有一份資源的情況下申請另一份資源，而另一份資源恰好又是這兩對象正持有的，導(dǎo)致兩對象無法完成操作，且所持資源無法釋放。
2.6 如何選擇正確的存儲引擎
????參考條件：
事務(wù)
備份(
Innobd免費(fèi)在線備份)崩潰恢復(fù)
存儲引擎的特有特性
????總結(jié):Innodb大法好。
????注意:盡量別使用混合存儲引擎，比如回滾會(huì)出問題在線熱備問題。
2.7 配置參數(shù)
2.7.1 內(nèi)存配置相關(guān)參數(shù)
確定可以使用的內(nèi)存上限。
內(nèi)存的使用上限不能超過物理內(nèi)存，否則容易造成內(nèi)存溢出；（對于32位操作系統(tǒng)，MySQL只能試用3G以下的內(nèi)存。）確定MySQL的每個(gè)連接單獨(dú)使用的內(nèi)存。sort_buffer_size #定義了每個(gè)線程排序緩存區(qū)的大小，MySQL在有查詢、需要做排序操作時(shí)才會(huì)為每個(gè)緩沖區(qū)分配內(nèi)存（直接分配該參數(shù)的全部內(nèi)存）；
join_buffer_size #定義了每個(gè)線程所使用的連接緩沖區(qū)的大小，如果一個(gè)查詢關(guān)聯(lián)了多張表，MySQL會(huì)為每張表分配一個(gè)連接緩沖，導(dǎo)致一個(gè)查詢產(chǎn)生了多個(gè)連接緩沖；
read_buffer_size #定義了當(dāng)對一張MyISAM進(jìn)行全表掃描時(shí)所分配讀緩沖池大小，MySQL有查詢需要時(shí)會(huì)為其分配內(nèi)存，其必須是4k的倍數(shù)；
read_rnd_buffer_size #索引緩沖區(qū)大小，MySQL有查詢需要時(shí)會(huì)為其分配內(nèi)存，只會(huì)分配需要的大小。????注意：以上四個(gè)參數(shù)是為一個(gè)線程分配的，如果有100個(gè)連接，那么需要×100。
MySQL數(shù)據(jù)庫實(shí)例：?、費(fèi)ySQL是
單進(jìn)程多線程（而oracle是多進(jìn)程），也就是說MySQL實(shí)例在系統(tǒng)上表現(xiàn)就是一個(gè)服務(wù)進(jìn)程，即進(jìn)程；?、贛ySQL實(shí)例是線程和內(nèi)存組成，實(shí)例才是真正用于操作數(shù)據(jù)庫文件的；
一般情況下一個(gè)實(shí)例操作一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫；集群情況下多個(gè)實(shí)例操作一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫。
????如何為緩存池分配內(nèi)存：
????Innodb_buffer_pool_size，定義了Innodb所使用緩存池的大小，對其性能十分重要，必須足夠大，但是過大時(shí)，使得Innodb 關(guān)閉時(shí)候需要更多時(shí)間把臟頁從緩沖池中刷新到磁盤中；
總內(nèi)存-（每個(gè)線程所需要的內(nèi)存*連接數(shù)）-系統(tǒng)保留內(nèi)存????key_buffer_size，定義了MyISAM所使用的緩存池的大小，由于數(shù)據(jù)是依賴存儲操作系統(tǒng)緩存的，所以要為操作系統(tǒng)預(yù)留更大的內(nèi)存空間；
select?sum(index_length)?from?information_schema.talbes?where?engine='myisam'
????注意：即使開發(fā)使用的表全部是Innodb表，也要為MyISAM預(yù)留內(nèi)存，因?yàn)镸ySQL系統(tǒng)使用的表仍然是MyISAM表。
????max_connections?控制允許的最大連接數(shù)， 一般2000更大。
????不要使用外鍵約束保證數(shù)據(jù)的完整性。
2.8 性能優(yōu)化順序
????從上到下：
