数据库如何优化

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如何优化MySQL数据库

当MySQL数据库邂逅优化，它有好几个意思，今天我们所指的是性能优化。

我们究竟该如何对MySQL数据库进行优化呢？下面我就从MySQL对硬件的选择、Mysql的安装、myf的优化、MySQL如何进行架构设计及数据切分等方面来说明这个问题。

1服务器物理硬件的优化

1)磁盘(I/O)，MySQL每一秒钟都在进行大量、复杂的查询 *** 作，对磁盘的读写量可想而知，所以推荐使用RAID10磁盘阵列，如果资金允许，可以选择固态硬盘做RAID10；

2)cpu对Mysql的影响也是不容忽视的，建议选择运算能力强悍的CPU。

2MySQL应该采用编译安装的方式

MySQL数据库的线上环境安装，我建议采取编译安装，这样性能会较大的提升。

3MySQL配置文件的优化

1)skip

-name

-resolve，禁止MySQL对外部连接进行DNS解析，使用这一选项可以消除MySQL进行DNS解析的时间；

2)back_log

=

384，back_log指出在MySQL暂时停止响应新请求之前，短时间内的多少个请求可以被存在堆栈中，对于Linux系统而言，推荐设置小于512的整数。

3)如果key_reads太大，则应该把myf中key_buffer_size变大，保持key_reads/key_read_requests至少在1/100以上，越小越好。

4MySQL上线后根据status状态进行适当优化

1)打开慢查询日志可能会对系统性能有一点点影响，如果你的MySQL是主-从结构，可以考虑打开其中一台从服务器的慢查询日志，这样既可以监控慢查询，对系统性能影响也会很小。

2)MySQL服务器过去的最大连接数是245，没有达到服务器连接数的上限256，应该不会出现1040错误。比较理想的设置是：Max_used_connections/max_connections

100%

=85%

5MySQL数据库的可扩展架构方案

1)MySQL

cluster，其特点为可用性非常高，性能非常好，但它的维护非常复杂，存在部分Bug;

2)DRBD磁盘网络镜像方案，其特点为软件功能强大，数据可在底层块设备级别跨物理主机镜像，且可根据性能和可靠性要求配置不同级别的同步。

我们都知道，服务器数据库的开发一般都是通过java或者是PHP语言来编程实现的，而为了提高我们数据库的运行速度和效率，数据库优化也成为了我们每日的工作重点，今天，回龙观IT培训就一起来了解一下mysql服务器数据库的优化方法。

为什么要了解索引

真实案例

案例一：大学有段时间学习爬虫，爬取了知乎300w用户答题数据，存储到mysql数据中。那时不了解索引，一条简单的“根据用户名搜索全部回答的sql“需要执行半分钟左右，完全满足不了正常的使用。

案例二：近线上应用的数据库频频出现多条慢sql风险提示，而工作以来，对数据库优化方面所知甚少。例如一个用户数据页面需要执行很多次数据库查询，性能很慢，通过增加超时时间勉强可以访问，但是性能上需要优化。

索引的优点

合适的索引，可以大大减小mysql服务器扫描的数据量，避免内存排序和临时表，提高应用程序的查询性能。

索引的类型

mysql数据中有多种索引类型，primarykey，unique，normal，但底层存储的数据结构都是BTREE;有些存储引擎还提供hash索引，全文索引。

BTREE是常见的优化要面对的索引结构，都是基于BTREE的讨论。

B-TREE

查询数据简单暴力的方式是遍历所有记录;如果数据不重复，就可以通过组织成一颗排序二叉树，通过二分查找算法来查询，大大提高查询性能。而BTREE是一种更强大的排序树，支持多个分支，高度更低，数据的插入、删除、更新更快。

现代数据库的索引文件和文件系统的文件块都被组织成BTREE。

btree的每个节点都包含有key，data和只想子节点指针。

btree有度的概念d>=1。假设btree的度为d，则每个内部节点可以有n=[d+1，2d+1)个key，n+1个子节点指针。树的大高度为h=Logb[(N+1)/2]。

索引和文件系统中，B-TREE的节点常设计成接近一个内存页大小(也是磁盘扇区大小)，且树的度非常大。这样磁盘I/O的次数，就等于树的高度h。假设b=100，一百万个节点的树，h将只有3层。即，只有3次磁盘I/O就可以查找完毕，性能非常高。

索引查询

建立索引后，合适的查询语句才能大发挥索引的优势。

另外，由于查询优化器可以解析客户端的sql语句，会调整sql的查询语句的条件顺序去匹配合适的索引。

SQL 查询优化减少了查询所需的资源并提高了整体系统性能，在本文中，我们将讨论 SQL 查询优化、它是如何完成的、最佳实践及其重要性。

SQL 查询优化是编写高效的 SQL 查询，并在执行时间和数据库表示方面 提高查询性能 的迭代过程，查询优化是几个关系数据库管理系统 (RDBMS) 的一项重要功能。

查询是对来自数据库的数据或信息的问题或请求，需要编写一组数据库可以理解的预定义代码，结构化查询语言 (SQL) 和其他查询语言旨在检索或管理关系数据库中的数据。

数据库中的查询可以用许多不同的结构编写，并且可以通过不同的算法执行，写得不好的查询会消耗更多的系统资源，执行时间长，并可能导致服务损失，一个完美的查询可以减少执行时间并带来最佳的 SQL 性能。

SQL查询优化的主要目的是：

确保查询处于最佳路径和形式非常重要，SQL 查询过程需要最好的执行计划和计算资源，因为它们是 CPU 密集型 *** 作，SQL 查询优化通过三个基本步骤完成：

解析确保查询在语法和语义上都是正确的，如果查询语法正确，则将其转换为表达式并传递到下一步。

优化在查询性能中扮演着重要的角色，并且可能很困难，任何考虑优化的查询执行计划都必须返回与之前相同的结果，但优化后的性能应该会有所提高。

SQL 查询优化包括以下基本任务：

最后，查询执行涉及将查询优化步骤生成的计划转化为 *** 作，如果没有发生错误，此步骤将返回结果给用户。

一旦用户确定某个查询需要改进以优化 SQL 性能，他们就可以选择任何优化方法——优化 SQL 查询性能的方法有很多种，下面介绍了一些最佳实践。

提高查询性能的一种简单方法是将 SELECT 替换为实际的列名，当开发人员在表中使用 SELECT 语句时，它会读取每一列的可用数据。

使用 SELECT 字段名 FROM 而不是 SELECT FROM 时，可以缩小查询期间从表中提取的数据的范围，这有助于提高查询速度。

循环中的 SQL 查询运行不止一次，这会显着降低运行速度，这些查询会不必要地消耗内存、CPU 能力和带宽，这会影响性能，尤其是当 SQL 服务器不在本地计算机上时，删除循环内的查询可提高整体查询性能。

使用SQL 服务器索引可以减少运行时间并更快地检索数据，可以使用聚集和非聚集 SQL 索引来优化 SQL 查询，非聚集索引单独存储，需要更多的磁盘空间，因此，了解何时使用索引很重要。

该OLAP功能“扩展了SQL解析函数的语法。” SQL 中的 OLAP 功能更快且易于使用，熟悉这些语法的 SQL 开发人员和 DBA 可以很容易地适应和使用它们。

OLAP 函数可以创建所有标准计算度量，例如排名、移动聚合、份额、期初至今、前期和未来期、平行期等。

查询优化器使用统计信息来确定如何最好地连接表、何时应该使用索引以及如何访问这些索引等，无论是手动还是自动，SQL 服务器统计信息都应该保持最新。

过时的 SQL Server 统计信息会影响表、索引或列统计信息，并导致查询计划性能不佳。

SQL 查询优化可以轻松提高系统性能，从而节省成本，优化 SQL 查询可以提高运营效率并加快性能，从而提高系统上线进度。

SQL 查询优化很重要，原因有很多，包括：

组织可以通过更快的响应时间获得可靠的数据访问和高水平的性能，优化 SQL 查询不仅可以提高整体系统性能，还可以提高组织的声誉，最终，SQL 查询优化的最佳实践帮助用户获得准确、快速的数据库结果。

在进行软件开发过程中，数据库的使用是非常重要的，但是数据库有很多种，不同数据库的使用方法是不同的。进行软件开发过程中，至少需要掌握一种数据库的使用方法。SQL数据库语法简单、 *** 作方便和高效，是很多人最优的选择，但是SQL语句会受到不同数据库功能的影响，在计算时间和语言的效率上面需要进行优化，根据实际情况进行调整。下面电脑培训为大家介绍SQL数据库的优化方法。

一、适当的索引

索引基本上是一种数据结构，有助于加速整个数据检索过程。唯一索引是创建不重叠的数据列的索引。正确的索引可以更快地访问数据库，但是索引太多或没有索引会导致错误的结果。IT培训认为如果没有索引，处理速度会变得非常慢。

二、仅索引相关数据

指定需要检索数据的精度。使用命令和LIMIT代替SELECT。调整数据库时，必须使用所需的数据集而不是整个数据集，尤其是当数据源非常大时，指定所需的数据集，能够节省大部分时间。

三、根据需求使用或避免临时表

如果代码可以用简单的方式编写，那么永远不要使临时表变得复杂。当然，如果数据具有需要多个查询的特定程序，北大青鸟建议在这种情况下，使用临时表。临时表通常由子查询交替。

四、避免编码循环

避免编码循环是非常重要的，因为它会减慢整个序列的速度。通过使用具有单行的唯一UPDATE或INSERT命令来避免编码循环，并且昆明北大青鸟发现WHERE命令能够确保存储的数据不被更新，这样能够方便在找到匹配和预先存在的数据时被找到。

指在执行分布式查询时选择查询执行计划的方法和关系运算符的实现算法。根据系统环境的不同，查询优化所使用的算法也有所不同，通常分为远程广域网环境和高速局域网环境，其区别主要在网络的带宽。对于一元运算符可以采用集中式数据库中的查询优化方法。而对于二元运算符，由于涉及场地间的数据传输，因此必须考虑通信代价。分布式查询中常见的连接运算执行策略包括：

（1）半连接方法：利用半连接运算的转换方法R∞S=（RµS）∞S。假设场地1和场地2上分别有关系R和关系S，首先在S上执行连接属性上的投影并将结果传输至场地1，在场地1上执行关系R与投影的连接 *** 作，再将结果传输至场地2与关系S执行连接 *** 作。这种方法能够降低执行连接运算时的网络通信代价，主要适用于带宽较低的远程广域网络。

（2）枚举法方法：指枚举关系运算符的物理执行计划，通过对比执行计划的代价选择执行算法的方法。其中，连接运算符的物理执行计划包括嵌套循环方法、哈希连接法和归并连接法。枚举法主要适用于以磁盘IO代价为主的高速局域网环境。

在一个关系数据库中提高和优化查询方法。很多人都将数据库看成神奇的圣人，即能够解决人们提出的各种问题。任何关系数据库都有一套解决查询的规则，而各种关系数据库查询的过程稍有所区别，但是基本的 *** 作思想和过程是一致的。本文将为你介绍查询分析器解决查询的方法和过程。查询优化的目标在查看分析器查询的步骤之前，理解查询优化目标相当重要。显然，查询 *** 作的其中一个目标是尽可能地减少使用资源。从数据库的角度看，这就意味着尽可能地减少I/O *** 作的次数。在对I/O *** 作的判断上，查询分析器经常做出错误的结果。而I/O *** 作次数必须满足磁盘的读取容量。这样从磁盘I/O读取的角度看，必须做出合理的选择条件。索引基于表格的索引是关系数据库用于解决查询的重要技术，也是数据库同时预先将数据分类导入到多表格的方式。通过索引中的字段和实际数据存放的指针可以完成以上的过程。除了集簇索引（Clustered Index），每一索引的使用都以磁盘容量作为代价。集簇索引是真正意义上与磁盘读取和磁盘容量代价无关的方法，因为集簇索引是真正按照顺序将数据存储到表格。当使用一个索引，数据库引擎必须执行两个数据读取，这两个数据读取是数据库记录所必需的。第一个数据被读取到实际数据指针的索引。第二个数据被读入到指针指定的位置。此时必须通过数据库服务器来查询，所以考虑系统资源消耗是有必要的。这也是查询分析器不使用索引的主要原因。在后面的部分中，即Covering Indices，你将学会不使用这两种读取的方法——然而，在很多时候使用索引即意味着每一记录可以完成两次读取。统计页统计页（Statistics page）是SQL Server用于决定是否使用索引时必需的信息。每一索引都有一个信息表，以将表格所有数据的索引关键值分布告诉查询优化器。统计页可用于大致估计从一个查询返回的行数。查询分析器必须知道返回的行数，由此确定是否值得使用索引方式。如果查询优化器从索引统计页中得知将返回几行，它就会选择使用索引；如果从统计页中得知将返回大数量的行数，索引查询优化器将有可能使用一个表扫描来解决查询。字段顺序当使用到索引时，字段顺序(Field order)代表众多字段的顺序。当判断是否使用索引时，服务器必须从第一字段到最后字段扫描。任何与查询无关的字段都将该索引清除掉。当进行索引安排时，你应该将最经常使用到的查询排列在索引最顶端，不属于查询范围的字段可以使查询优化器忽略整个索引。 使用WHERE语句WHERE语句是确定索引的选择语句的重要组成部分。WHERE语句过滤了显示记录的数量，也是查询优化器查找索引值的最容易的方法。WHERE语句的使用方法有很多种，以下为通常使用到的几种形式：匹配(相等)WHERE语句最为常用的例子就是一个记录或多个记录的匹配。当你指定一个特定字段等于一个值时，查询优化器将获知它要查询的索引入口，并识别满足查询条件的记录。这就大大地过滤读取记录的数量，从而减少查询所需要的时间。并且，查询分析器将可找到包含与匹配 *** 作有关的字段索引的位置。大于或小于虽然匹配和相等是最为普通的选择方式，而WHERE语句中的查询范围要求也是经常见到的。在这种情况下，查询分析器获知大于或者小于指定值的索引范围。通常，查询分析器可从多个独立语句中确定被读取的索引百分含量，并决定是否值得使用索引技术。函数在WHERE语句中使用函数可以限制索引查询的范围。查询分析器的查询结果难于确定，尤其在执行非常量字段的时候。所以，使用WHERE语句的函数将尽可能减少查询次数。使用ORDER BY语句一旦查询分析器以WHERE语句来判断，它将以ORDER BY语句而开始查询。如果查询优化器找到正确顺序行的相应索引，并且这一索引与WHERE条件相符合，优化器将会直接使用到索引技术。为了方便使用索引，ORDER BY语句不应该包含不必要的字段。查询分析器不能识别一个字段的表面意思，而ORDER BY语句可实现按照字段来排序。由此，如果你的ORDER BY语句中包括字段，优化器将会找到包含所有这些字段的索引。在ORDER BY语句中列出每一字段将有效地阻止查询优化器使用索引。详细索引（Covering indices）以上我提到查询分析器使用索引也会带来负面，所以有时候我们将不使用索引技术，特别是对于已经确定顺序的索引。比如，如果你从一个用户记录中选择User ID,First Name,LastName以及EmailAddress，你可获得包含所有这些字段的一个索引，然后查询分析器可以直接使用索引并读取数据表。此时，使用一个双向对照表(cross reference table)将特别有用。你可以在一个方向上使用一个集簇索引，然后在相反方向建立一个带有字段的索引。这样SQL服务器的第一个方向上可以使用物理表查询，而在相反方向上使用到索引技术。由于长关键字的原因，详细索引需要额外的空间和更多的时间。然而，如果你有一个参考表，详细索引能够有助于查询分析器更好地工作。帮助查询优化器当你提交一个查询之后，查询分析器的执行都必须通过很多环节。这些环节将有助于快速地获得结果。然而，通过在查询中指定你所需要的内容和建立正确的索引，即帮助查询优化器的 *** 作，以上过程才能顺利完成。

1 SQL优化的原则是：将一次 *** 作需要读取的BLOCK数减到最低,即在最短的时间达到最大的数据吞吐量。

调整不良SQL通常可以从以下几点切入：

检查不良的SQL，考虑其写法是否还有可优化内容

检查子查询 考虑SQL子查询是否可以用简单连接的方式进行重新书写

检查优化索引的使用

考虑数据库的优化器

2 避免出现SELECT FROM table 语句，要明确查出的字段。

3 在一个SQL语句中，如果一个where条件过滤的数据库记录越多，定位越准确，则该where条件越应该前移。

4 查询时尽可能使用索引覆盖。即对SELECT的字段建立复合索引，这样查询时只进行索引扫描，不读取数据块。

5 在判断有无符合条件的记录时建议不要用SELECT COUNT （）和select top 1 语句。

6 使用内层限定原则，在拼写SQL语句时，将查询条件分解、分类，并尽量在SQL语句的最里层进行限定，以减少数据的处理量。

7 应绝对避免在order by子句中使用表达式。

8 如果需要从关联表读数据，关联的表一般不要超过7个。

9 小心使用 IN 和 OR，需要注意In集合中的数据量。建议集合中的数据不超过200个。

10 <> 用 < 、 > 代替，>用>=代替，<用<=代替，这样可以有效的利用索引。

11 在查询时尽量减少对多余数据的读取包括多余的列与多余的行。

12 对于复合索引要注意，例如在建立复合索引时列的顺序是F1，F2，F3，则在where或order by子句中这些字段出现的顺序要与建立索引时的字段顺序一致，且必须包含第一列。只能是F1或F1，F2或F1，F2，F3。否则不会用到该索引。

13 多表关联查询时，写法必须遵循以下原则，这样做有利于建立索引，提高查询效率。格式如下select sum（table1je） from table1 table1, table2 table2, table3 table3 where (table1的等值条件（=）) and (table1的非等值条件) and (table2与table1的关联条件) and (table2的等值条件) and (table2的非等值条件) and (table3与table2的关联条件) and (table3的等值条件) and (table3的非等值条件)。

注:关于多表查询时from 后面表的出现顺序对效率的影响还有待研究。

14 子查询问题。对于能用连接方式或者视图方式实现的功能，不要用子查询。例如：select name from customer where customer_id in ( select customer_id from order where money>1000)。应该用如下语句代替：select name from customer inner join order on customercustomer_id=ordercustomer_id where ordermoney>100。

15 在WHERE 子句中，避免对列的四则运算，特别是where 条件的左边，严禁使用运算与函数对列进行处理。比如有些地方 substring 可以用like代替。

16 如果在语句中有not in（in） *** 作，应考虑用not exists（exists）来重写,最好的办法是使用外连接实现。

17 对一个业务过程的处理，应该使事物的开始与结束之间的时间间隔越短越好，原则上做到数据库的读 *** 作在前面完成，数据库写 *** 作在后面完成，避免交叉。

18 请小心不要对过多的列使用列函数和order by,group by等，谨慎使用disti软件开发t。

19 用union all 代替 union，数据库执行union *** 作，首先先分别执行union两端的查询，将其放在临时表中，然后在对其进行排序，过滤重复的记录。

当已知的业务逻辑决定query A和query B中不会有重复记录时，应该用union all代替union，以提高查询效率。

数据更新的效率

1 在一个事物中，对同一个表的多个insert语句应该集中在一起执行。

2 在一个业务过程中，尽量的使insert,update,delete语句在业务结束前执行，以减少死锁的可能性。

数据库物理规划的效率

为了避免I/O的冲突，我们在设计数据库物理规划时应该遵循几条基本的原则(以ORACLE举例)：

table和index分离：table和index应该分别放在不同的tablespace中。

Rollback Segment的分离：Rollback Segment应该放在独立的Tablespace中。

System Tablespace的分离：System Tablespace中不允许放置任何用户的object。（mssql中primary filegroup中不允许放置任何用户的object）

Temp Tablesace的分离：建立单独的Temp Tablespace，并为每个user指定default Temp Tablespace

避免碎片：但segment中出现大量的碎片时，会导致读数据时需要访问的block数量的增加。对经常发生DML *** 作的segemeng来说，碎片是不能完全避免的。所以，我们应该将经常做DML *** 作的表和很少发生变化的表分离在不同的Tablespace中。

当我们遵循了以上原则后，仍然发现有I/O冲突存在，我们可以用数据分离的方法来解决。

连接Table的分离：在实际应用中经常做连接查询的Table，可以将其分离在不同的Taclespace中，以减少I/O冲突。

使用分区：对数据量很大的Table和Index使用分区，放在不同的Tablespace中。

在实际的物理存储中，建议使用RAID。日志文件应放在单独的磁盘中。

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