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Linux數據庫：關(guān)鍵的MySQL性能優(yōu)化技巧
事實(shí)上，許多最常見(jiàn)的錯誤都隱藏在MySQL性能問(wèn)題的背后。為了確保你的MySQL服務(wù)器能夠一直處于全速運行的狀態(tài)，提供持續穩定的性能，杜絕這些錯誤是非常重要的。然而，這些錯誤又往往隱藏在工作負載和配置問(wèn)題之中。
幸運的是，許多MySQL性能問(wèn)題都有著(zhù)相似的解決方案，這使得排除故障與調整MySQL成為了一項易于管理的任務(wù)。以下就是10個(gè)讓MySQL發(fā)揮最佳性能的技巧。
1、分析工作負載
通過(guò)分析工作負載，你能夠發(fā)現進(jìn)一步調整中最昂貴的查詢(xún)。在這種情況下，時(shí)間是最重要的東西。因為當你向服務(wù)器發(fā)出查詢(xún)指令時(shí)，除了如何快速完成查詢(xún)外，你很少關(guān)注其他的東西。分析工作負載的最佳方式是，使用諸如MySQL Enterprise Monitor的查詢(xún)分析器，或者Percona Toolkit的pt-query-digest等工具。
這些工具能夠捕捉服務(wù)器所執行的查詢(xún)，以降序的方式根據響應時(shí)間列出任務(wù)列表。它們會(huì )將最昂貴的和最耗時(shí)的任務(wù)置頂，這樣你就能知道自己需要重點(diǎn)關(guān)注哪些地方。工作負載分析工具將相似的查詢(xún)匯聚在一行中，允許管理者查看速度慢的查詢(xún)，以及查看速度快但已多次執行的查詢(xún)。
2、理解四個(gè)基本資源
功能性方面，一個(gè)數據庫服務(wù)器需要四個(gè)基本資源：CPU、內存、硬盤(pán)和網(wǎng)絡(luò )。如果這四個(gè)資源中任何一個(gè)性能弱、不穩定或超負載工作，那么就可能導致整個(gè)數據庫服務(wù)器的性能低下。理解基本資源在兩個(gè)特定的領(lǐng)域中至關(guān)重要：選擇硬件和排除故障。
在為MySQL選擇硬件時(shí)，應該確保全部選用性能優(yōu)異的組件。這些組件相互匹配，彼此間能夠實(shí)現合理平衡也很重要。通常情況下，企業(yè)會(huì )為服務(wù)器選擇速度快的CPU和硬盤(pán)，但是內存卻嚴重不足。在一些案例中，大幅提升性能的最廉價(jià)方式是增加內存，尤其是對于那些受制于磁盤(pán)讀取速度的工作負載。這似乎看起來(lái)有點(diǎn)違背常理，但是在許多案例中，由于沒(méi)有充足的內存以保存服務(wù)器正在使用的數據，因此導致了硬盤(pán)被過(guò)度使用。
關(guān)于獲取這種平衡的另一個(gè)例子是CPU.在許多案例中，如果CPU速度快，那么MySQL的性能就非常出色，因為每一個(gè)查詢(xún)都是單線(xiàn)程運行，而無(wú)法在CPU間并行運行。在進(jìn)行故障排除時(shí)，應該檢查這四個(gè)資源的性能和使用情況，關(guān)注它們是否性能低下或是超負荷工作。這方面的知識能夠幫助你快速地解決問(wèn)題。
3、不要將MySQL作為隊列使用
隊列以及與隊列相似的訪(fǎng)問(wèn)方案會(huì )在你不知情的情況下悄悄地進(jìn)入應用之中。例如，你設置了一個(gè)項目狀態(tài)，以便在執行前，特定的Worker Process(工作進(jìn)程)能夠對其進(jìn)行標記，那么你就等于在無(wú)意間創(chuàng )建了一個(gè)隊列。例如，將電子郵件標記為未發(fā)送，然后發(fā)送它們，最后再將它們標記為已發(fā)送。
隊列會(huì )導致出現一些問(wèn)題，這里面有兩大主要原因：它們對工作負載進(jìn)行了序列化，阻礙任務(wù)被并行處理。這導致正在處理中的任務(wù)和以前在工作中處理過(guò)的歷史數據會(huì )被根據序列排列在一個(gè)表單中。這樣一來(lái)既增加了應用的延時(shí)，也增加了MySQL的負載。
4、以最廉價(jià)的方式過(guò)濾結果
優(yōu)化MySQL的最佳方式是首先要做廉價(jià)和不精確的工作，然后再小規模地做困難的精確工作，最后再生成數據集。
例如，假設你計算某一個(gè)地理坐標點(diǎn)給定半徑內的面積。在許多程序員的工具箱里第一個(gè)工具就是球面半正矢公式，以計算出球面的長(cháng)度。這一方法的問(wèn)題是，該方程式需要許多三角函數運算，需要擁有很強運算能力的CPU.球面半正矢計算不僅運行速度慢，而且會(huì )導致機器CPU的使用率飆升。在使用球面半正矢公式前，你可以先分解計算。有些分解計算并不需要使用三角函數。
5、弄清兩個(gè)擴展性死亡陷阱
擴展性可能并不像你認為的那樣模糊。實(shí)際上，擴展性有著(zhù)精確的數學(xué)定義，它們以方程式的形式被表示出來(lái)。這些方程式既指出了系統無(wú)法擴展的原因，同時(shí)也指出了它們應該進(jìn)行擴展的原因。通用擴展定律(Universal Scalability Law)揭示和量化了系統的擴展性特征。其通過(guò)兩個(gè)基礎性成本解釋了擴展問(wèn)題：即序列化與串擾(Crosstalk)。
并行處理要求必須中止序列化，這就限制了它們的擴展性。同樣的，如果并行處理需要始終進(jìn)行彼此對話(huà)以協(xié)調工作，那么它就相互進(jìn)行了限制。為了避免序列化與串擾，應用進(jìn)行了更好的擴展。這些在MySQL內部被翻譯成了什么?結果不盡相同。不過(guò)，一些案例應該避免鎖定在特定的行之中。就像第3個(gè)技巧中所提到的，隊列擴展性差的原因就是如此。
6、不要過(guò)分關(guān)注配置
數據庫管理員會(huì )花費許多時(shí)間調整配置。調整的結果通常不會(huì )有很大的改善，相反有時(shí)候會(huì )帶來(lái)?yè)p害。我發(fā)現許多經(jīng)過(guò)"優(yōu)化的"服務(wù)器，在進(jìn)行強度稍微高一點(diǎn)的運算時(shí)常常出現崩潰、內存不足和性能低下等問(wèn)題。
雖然MySQL在交付時(shí)的默認設置嚴重過(guò)時(shí)，但是你并不需要對每一項都進(jìn)行配置。最好是根據需要，進(jìn)行基本糾正與設置調整。有10個(gè)選項調整正確，即可讓服務(wù)器發(fā)揮95%的最大性能。在許多案例中，我們并不推薦所謂的調整工具，因為它們只是提供一個(gè)大概設置，對特定案例沒(méi)有任何意義。有些工具甚至包含有危險的和錯誤的設備代碼。
7、注意分頁(yè)查詢(xún)
分頁(yè)查詢(xún)應用會(huì )使服務(wù)器性能大降。這些應用會(huì )在網(wǎng)頁(yè)上顯示搜索結果，然后通過(guò)鏈接跳轉至相應網(wǎng)頁(yè)上。通常這些應用無(wú)法使用索引進(jìn)行聚合與分類(lèi)，而是使用LIMIT和OFFSET語(yǔ)句，這導致服務(wù)器工作負載大幅增加，并放棄行。 在用戶(hù)界面上常常會(huì )發(fā)現優(yōu)化選項。替代在結果中顯示網(wǎng)頁(yè)數量，以及分別與每個(gè)網(wǎng)頁(yè)相連的鏈接。這樣便可以?xún)H顯示至下一頁(yè)的鏈接。你還可以阻止查詢(xún)者瀏覽與首頁(yè)過(guò)遠的網(wǎng)頁(yè)。
8、保存統計數據，提高報警閥值
監控與報警必不可少，但是監控系統被怎么處理了呢?當它們發(fā)布假的報警信息時(shí)，系統管理員會(huì )設置電子郵件過(guò)濾規則，以停止這些噪音。很快你的監控系統就徹底沒(méi)用了。個(gè)人認為，應該以下面的兩種方式進(jìn)行監控：捕捉指標與報警。盡可能地捕捉與保存指標非常重要，因為在你試圖搞明白系統中需要做哪些調整時(shí)，你會(huì )慶幸之前保存了它們。如果某一天出現奇怪問(wèn)題時(shí)，你會(huì )很高興自己有能力繪制出服務(wù)器工作負載變化的圖形。
9、了解索引的三大規則
索引可能是數據庫中被誤解最多的一項。因為它們的工作方式有許多種，這導致人們常常對索引如何工作，以及服務(wù)器如何使用它們感到困惑。要想徹底搞清楚它們需要花上很大一番功夫。在被正確設計時(shí)，索引在數據庫中主要用于實(shí)現以下三個(gè)重要目的：
1)它們讓服務(wù)器尋找相鄰行群組，而不是單個(gè)行。許多人認為，索引的目的是尋找單個(gè)行，但是尋找單個(gè)行會(huì )導致隨時(shí)磁盤(pán)操作，速度很慢。尋找行群組就要好許多，與一次尋找一個(gè)行相比，這更具吸引力。
2)它們讓服務(wù)器避免以期望的讀行順序對檢索結果排序，排序成本十分高昂。以期望的順序讀行速度將更快。
3)它們能夠滿(mǎn)足來(lái)自一個(gè)索引的所有查詢(xún)，從根本上避免了訪(fǎng)問(wèn)表單的需求。這被稱(chēng)為覆蓋索引或索引查詢(xún)。
如果你能設計出符合這三個(gè)規則的索引與查詢(xún)，那么你的查詢(xún)速度將大幅提升。
10、利用同行的專(zhuān)業(yè)知識
不要孤軍奮戰。如果你在苦苦思考某個(gè)問(wèn)題，并著(zhù)手制訂明智的解決方案，那么這非常不錯。在20次中，有19次問(wèn)題會(huì )被順利解決。但是其中會(huì )有一次讓你不知所措，導致耗費大量的資金和時(shí)間，準確地說(shuō)，是因為你正在嘗試的解決方案只是貌似合理。
創(chuàng )建一個(gè)MySQL相關(guān)資源網(wǎng)的意義遠遠大于工具集與故障排除指南。許多經(jīng)驗豐富的專(zhuān)業(yè)人員就隱藏在論壇、問(wèn)答網(wǎng)站之中。會(huì )議、展覽以及本地用戶(hù)集體活動(dòng)，都會(huì )為我們提供獲得新見(jiàn)解的機會(huì )和與同行建立聯(lián)系的機會(huì )，關(guān)鍵時(shí)刻這將對你很有幫助。
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