作者：Bruce Dou
原文地址：https://blog.eood.cn/mysql
MYSQL 應該是最流行了 WEB 后端數據庫。WEB 開發語言最近發展很快，PHP， Ruby, Python, Java 各有特點，雖然 NOSQL 最近越來越多的被提到，但是相信大部分架構師還是會選擇 MYSQL 來做數據存儲。
MYSQL 如此方便和穩定，以至于我們在開發 WEB 程序的時候很少想到它。即使想到優化也是程序級別的，比如，不要寫過于消耗資源的 SQL 語句。但是除此之外，在整個系統上仍然有很多可以優化的地方。
- 選擇合適的存儲引擎: INNODB
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除非你的數據表使用來做只讀或者全文檢索 (相信現在提到全文檢索，沒人會用 MYSQL 了)，你應該默認選擇 INNODB 。
你自己在測試的時候可能會發現 MYISAM 比 INNODB 速度快，這是因為： MYISAM 只緩存索引，而 INNODB 緩存數據和索引，MYISAM 不支持事務。但是 如果你使用 **innodb_flush_log_at_trx_commit = 2 **可以獲得接近的讀取性能 (相差百倍) 。
1.1 如何將現有的 MYISAM 數據庫轉換為 INNODB:
mysql -u [USER_NAME] -p -e "SHOW TABLES IN [DATABASE_NAME];" | tail -n +2 | xargs -I '{}' echo "ALTER TABLE {} ENGINE=INNODB;" > alter_table.sql
perl -p -i -e 's/(search_[a-z_]+ ENGINE=)INNODB/\1MYISAM/g' alter_table.sql
mysql -u [USER_NAME] -p [DATABASE_NAME] < alter_table.sql
1.2 為每個表分別創建 INNODB FILE：
innodb_file_per_table=1
這樣可以保證 ibdata1 文件不會過大，失去控制。尤其是在執行 mysqlcheck -o –all-databases 的時候。
- 保證從內存中讀取數據，講數據保存在內存中
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2.1 足夠大的innodb_buffer_pool_size
推薦將數據完全保存在 innodb_buffer_pool_size ，即按存儲量規劃 innodb_buffer_pool_size 的容量。這樣你可以完全從內存中讀取數據，最大限度減少磁盤操作。
2.1.1 如何確定 innodb_buffer_pool_size 足夠大，數據是從內存讀取而不是硬盤？
方法 1
mysql> SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'innodb_buffer_pool_pages_%';
+----------------------------------+--------+
| Variable_name | Value |
+----------------------------------+--------+
| Innodb_buffer_pool_pages_data | 129037 |
| Innodb_buffer_pool_pages_dirty | 362 |
| Innodb_buffer_pool_pages_flushed | 9998 |
| Innodb_buffer_pool_pages_free | 0 | !!!!!!!!
| Innodb_buffer_pool_pages_misc | 2035 |
| Innodb_buffer_pool_pages_total | 131072 |
+----------------------------------+--------+
6 rows in set (0.00 sec)
發現 Innodb_buffer_pool_pages_free為 0，則說明 buffer pool 已經被用光，需要增大 innodb_buffer_pool_size
INNODB 的其他幾個參數
- innodb_additional_mem_pool_size = 1/200 of buffer_pool
- innodb_max_dirty_pages_pct 80%
方法 2
或者用 iostat -d -x -k 1 命令，查看硬盤的操作。
2.1.2 服務器上是否有足夠內存用來規劃
執行 echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches 清除操作系統的文件緩存，可以看到真正的內存使用量。
2.2 數據預熱
默認情況，只有某條數據被讀取一次，才會緩存在 innodb_buffer_pool。所以，數據庫剛剛啟動，需要進行數據預熱，將磁盤上的所有數據緩存到內存中。數據預熱可以提高讀取速度。
對于 InnoDB 數據庫，可以用以下方法，進行數據預熱:
1.將以下腳本保存為 MakeSelectQueriesToLoad.sql
SELECT DISTINCT
CONCAT('SELECT ',ndxcollist,' FROM ',db,'.',tb,
' ORDER BY ',ndxcollist,';') SelectQueryToLoadCache
FROM
(
SELECT
engine,table_schema db,table_name tb,
index_name,GROUP_CONCAT(column_name ORDER BY seq_in_index) ndxcollist
FROM
(
SELECT
B.engine,A.table_schema,A.table_name,
A.index_name,A.column_name,A.seq_in_index
FROM
information_schema.statistics A INNER JOIN
(
SELECT engine,table_schema,table_name
FROM information_schema.tables WHERE
engine='InnoDB'
) B USING (table_schema,table_name)
WHERE B.table_schema NOT IN ('information_schema','mysql')
ORDER BY table_schema,table_name,index_name,seq_in_index
) A
GROUP BY table_schema,table_name,index_name
) AA
ORDER BY db,tb
;
2.執行
mysql -uroot -AN < /root/MakeSelectQueriesToLoad.sql > /root/SelectQueriesToLoad.sql
3.每次重啟數據庫，或者整庫備份前需要預熱的時候執行：
mysql -uroot < /root/SelectQueriesToLoad.sql > /dev/null 2>&1
2.3 不要讓數據存到 SWAP 中
如果是專用 MYSQL 服務器，可以禁用 SWAP，如果是共享服務器，確定 innodb_buffer_pool_size 足夠大。或者使用固定的內存空間做緩存，使用 memlock 指令。
- 定期優化重建數據庫
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mysqlcheck -o –all-databases會讓 ibdata1 不斷增大，真正的優化只有重建數據表結構：
CREATE TABLE mydb.mytablenew LIKE mydb.mytable;
INSERT INTO mydb.mytablenew SELECT * FROM mydb.mytable;
ALTER TABLE mydb.mytable RENAME mydb.mytablezap;
ALTER TABLE mydb.mytablenew RENAME mydb.mytable;
DROP TABLE mydb.mytablezap;
- 減少磁盤寫入操作
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4.1 使用足夠大的寫入緩存
innodb_log_file_size
但是需要注意如果用 1G 的 innodb_log_file_size，假如服務器當機，需要 10 分鐘來恢復。
推薦 innodb_log_file_size = 0.25 innodb_buffer_pool_size
4.2 innodb_flush_log_at_trx_commit
這個選項和寫磁盤操作密切相關：
- innodb_flush_log_at_trx_commit = 1 則每次修改寫入磁盤
- innodb_flush_log_at_trx_commit = 0/2 每秒寫入磁盤
如果你的應用不涉及很高的安全性 (金融系統)，或者基礎架構足夠安全，或者事務都很小，都可以用 0 或者 2 來降低磁盤操作。
4.3 避免雙寫入緩沖
innodb_flush_method=O_DIRECT
- 提高磁盤讀寫速度
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RAID0 尤其是在使用 EC2 這種虛擬磁盤 (EBS) 的時候，使用軟 RAID0 非常重要。
- 充分使用索引
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6.1 查看現有表結構和索引
SHOW CREATE TABLE db1.tb1\G
6.2 添加必要的索引
索引是提高查詢速度的唯一方法，比如搜索引擎用的倒排索引是一樣的原理。索引的添加需要根據查詢來確定，比如通過慢查詢日志或者查詢日志,或者通過 EXPLAIN 命令分析查詢。
ADD UNIQUE INDEX
ADD INDEX
6.2.1 比如，優化用戶驗證表：
添加索引
ALTER TABLE users ADD UNIQUE INDEX username_ndx (username);
ALTER TABLE users ADD UNIQUE INDEX username_password_ndx (username,password);
每次重啟服務器進行數據預熱
echo “select username,password from users;” > /var/lib/mysql/upcache.sql
添加啟動腳本到 my.cnf
[mysqld]
init-file=/var/lib/mysql/upcache.sql
6.2.2 使用自動加索引的框架或者自動拆分表結構的框架
比如，Rails 這樣的框架，會自動添加索引，Drupal 這樣的框架會自動拆分表結構。會在你開發的初期指明正確的方向。所以，經驗不太豐富的人一開始就追求從 0 開始構建，實際是不好的做法。
- 分析查詢日志和慢查詢日志
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記錄所有查詢，這在用 ORM 系統或者生成查詢語句的系統很有用。log=/var/log/mysql.log注意不要在生產環境用，否則會占滿你的磁盤空間。
記錄執行時間超過 1 秒的查詢
long_query_time=1
log-slow-queries=/var/log/mysql/log-slow-queries.log
- 激進的方法，使用內存磁盤
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現在基礎設施的可靠性已經非常高了，比如 EC2 幾乎不用擔心服務器硬件當機。而且內存實在是便宜，很容易買到幾十G內存的服務器，可以用內存磁盤，定期備份到磁盤。
將 MYSQL 目錄遷移到 4G 的內存磁盤
mkdir -p /mnt/ramdisk
sudo mount -t tmpfs -o size=4000M tmpfs /mnt/ramdisk/
mv /var/lib/mysql /mnt/ramdisk/mysql
ln -s /tmp/ramdisk/mysql /var/lib/mysql
chown mysql:mysql mysql
- 用 NOSQL 的方式使用 MYSQL
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B-TREE 仍然是最高效的索引之一，所有 MYSQL 仍然不會過時。
用 HandlerSocket 跳過 MYSQL 的 SQL 解析層，MYSQL 就真正變成了 NOSQL。
- 其他
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- 單條查詢最后增加 LIMIT 1，停止全表掃描。
- 將非”索引”數據分離，比如將大篇文章分離存儲，不影響其他自動查詢。
- 不用 MYSQL 內置的函數，因為內置函數不會建立查詢緩存。
- PHP 的建立連接速度非常快，所有可以不用連接池，否則可能會造成超過連接數。當然不用連接池 PHP 程序也可能將連接數占滿比如用了
@ignore_user_abort(TRUE); - 使用 IP 而不是域名做數據庫路徑，避免 DNS 解析問題。
- 結束
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你會發現優化后，數據庫的性能提高幾倍到幾百倍。所以 MYSQL 基本還是可以適用大部分場景的應用的。優化現有系統的成本比系統重構或者遷移到 NOSQL 低很多。
