一、MySQL的主要適用場(chǎng)景
1、Web網(wǎng)站系統(tǒng)

2、日志記錄系統(tǒng)

3、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)

4、嵌入式系統(tǒng)

二、MySQL架構(gòu)圖：

三、MySQL存儲(chǔ)引擎概述

1）MyISAM存儲(chǔ)引擎

MyISAM存儲(chǔ)引擎的表在數(shù)據(jù)庫(kù)中，每一個(gè)表都被存放為三個(gè)以表名命名的物理文件。首先肯定會(huì)有任何存儲(chǔ)引擎都不可缺少的存放表結(jié)構(gòu)定義信息的.frm文件，另外還有.MYD和.MYI文件，分別存放了表的數(shù)據(jù)（.MYD）和索引數(shù)據(jù)（.MYI）。每個(gè)表都有且僅有這樣三個(gè)文件做為MyISAM存儲(chǔ)類型的表的存儲(chǔ)，也就是說(shuō)不管這個(gè)表有多少個(gè)索引，都是存放在同一個(gè).MYI文件中。

MyISAM支持以下三種類型的索引：

1、B-Tree索引

B-Tree索引，顧名思義，就是所有的索引節(jié)點(diǎn)都按照balancetree的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)，所有的索引數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)都在葉節(jié)點(diǎn)。

2、R-Tree索引

R-Tree索引的存儲(chǔ)方式和b-tree索引有一些區(qū)別，主要設(shè)計(jì)用于為存儲(chǔ)空間和多維數(shù)據(jù)的字段做索引，所以目前的MySQL版本來(lái)說(shuō)，也僅支持geometry類型的字段作索引。

3、Full-text索引

Full-text索引就是我們長(zhǎng)說(shuō)的全文索引，他的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)也是b-tree。主要是為了解決在我們需要用like查詢的低效問(wèn)題。

2）Innodb 存儲(chǔ)引擎

1、支持事務(wù)安裝

2、數(shù)據(jù)多版本讀取

3、鎖定機(jī)制的改進(jìn)

4、實(shí)現(xiàn)外鍵

3）NDBCluster存儲(chǔ)引擎

NDB存儲(chǔ)引擎也叫NDBCluster存儲(chǔ)引擎，主要用于MySQLCluster分布式集群環(huán)境，Cluster是MySQL從5.0版本才開(kāi)始提供的新功能。

4）Merge存儲(chǔ)引擎

MERGE存儲(chǔ)引擎，在MySQL用戶手冊(cè)中也提到了，也被大家認(rèn)識(shí)為MRG_MyISAM引擎。Why？因?yàn)镸ERGE存儲(chǔ)引擎可以簡(jiǎn)單的理解為其功能就是實(shí)現(xiàn)了對(duì)結(jié)構(gòu)相同的MyISAM表，通過(guò)一些特殊的包裝對(duì)外提供一個(gè)單一的訪問(wèn)入口，以達(dá)到減小應(yīng)用的復(fù)雜度的目的。要?jiǎng)?chuàng)建MERGE表，不僅僅基表的結(jié)構(gòu)要完全一致，包括字段的順序，基表的索引也必須完全一致。

5）Memory存儲(chǔ)引擎

Memory存儲(chǔ)引擎，通過(guò)名字就很容易讓人知道，他是一個(gè)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)引擎。Memory存儲(chǔ)引擎不會(huì)將任何數(shù)據(jù)存放到磁盤(pán)上，僅僅存放了一個(gè)表結(jié)構(gòu)相關(guān)信息的.frm文件在磁盤(pán)上面。所以一旦MySQLCrash或者主機(jī)Crash之后，Memory的表就只剩下一個(gè)結(jié)構(gòu)了。Memory表支持索引，并且同時(shí)支持Hash和B－Tree兩種格式的索引。由于是存放在內(nèi)存中，所以Memory都是按照定長(zhǎng)的空間來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，而且不支持BLOB和TEXT類型的字段。Memory存儲(chǔ)引擎實(shí)現(xiàn)頁(yè)級(jí)鎖定。

6）BDB存儲(chǔ)引擎

BDB存儲(chǔ)引擎全稱為BerkeleyDB存儲(chǔ)引擎，和Innodb一樣，也不是MySQL自己開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)存儲(chǔ)引擎，而是由SleepycatSoftware所提供，當(dāng)然，也是開(kāi)源存儲(chǔ)引擎，同樣支持事務(wù)安全。

7）FEDERATED存儲(chǔ)引擎

FEDERATED存儲(chǔ)引擎所實(shí)現(xiàn)的功能，和Oracle的DBLINK基本相似，主要用來(lái)提供對(duì)遠(yuǎn)程MySQL服務(wù)器上面的數(shù)據(jù)的訪問(wèn)接口。如果我們使用源碼編譯來(lái)安裝MySQL，那么必須手工指定啟用FEDERATED存儲(chǔ)引擎才行，因?yàn)镸ySQL默認(rèn)是不起用該存儲(chǔ)引擎的。

8）ARCHIVE存儲(chǔ)引擎

ARCHIVE存儲(chǔ)引擎主要用于通過(guò)較小的存儲(chǔ)空間來(lái)存放過(guò)期的很少訪問(wèn)的歷史數(shù)據(jù)。ARCHIVE表不支持索引，通過(guò)一個(gè).frm的結(jié)構(gòu)定義文件，一個(gè).ARZ的數(shù)據(jù)壓縮文件還有一個(gè).ARM的meta信息文件。由于其所存放的數(shù)據(jù)的特殊性，ARCHIVE表不支持刪除，修改操

作，僅支持插入和查詢操作。鎖定機(jī)制為行級(jí)鎖定。

9）BLACKHOLE存儲(chǔ)引擎

BLACKHOLE存儲(chǔ)引擎是一個(gè)非常有意思的存儲(chǔ)引擎，功能恰如其名，就是一個(gè)“黑洞”。就像我們unix系統(tǒng)下面的“/dev/null”設(shè)備一樣，不管我們寫(xiě)入任何信息，都是有去無(wú)回。

10）CSV存儲(chǔ)引擎

CSV存儲(chǔ)引擎實(shí)際上操作的就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的CSV文件，他不支持索引。起主要用途就是大家有些時(shí)候可能會(huì)需要通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出成一份報(bào)表文件，而CSV文件是很多軟件都支持的一種較為標(biāo)準(zhǔn)的格式，所以我們可以通過(guò)先在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立一張CVS表，然后將生成的報(bào)表信息插入到該表，即可得到一份CSV報(bào)表文件了。

四、影響MySQLServer性能的相關(guān)因素

1商業(yè)需求對(duì)性能的影響

典型需求：一個(gè)論壇帖子總量的統(tǒng)計(jì)，要求：實(shí)時(shí)更新。

2系統(tǒng)架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)對(duì)性能的影響

以下幾類數(shù)據(jù)都是不適合在數(shù)據(jù)庫(kù)中存放的：

二進(jìn)制多媒體數(shù)據(jù)

流水隊(duì)列數(shù)據(jù)

超大文本數(shù)據(jù)

通過(guò)Cache技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)性能：

系統(tǒng)各種配置及規(guī)則數(shù)據(jù)；

活躍用戶的基本信息數(shù)據(jù)；

活躍用戶的個(gè)性化定制信息數(shù)據(jù)；

準(zhǔn)實(shí)時(shí)的統(tǒng)計(jì)信息數(shù)據(jù)；

其他一些訪問(wèn)頻繁但變更較少的數(shù)據(jù)；

3 Query語(yǔ)句對(duì)系統(tǒng)性能的影響

需求：取出某個(gè)group（假設(shè)id為1）下的用戶編號(hào)（id），用戶昵稱（nick_name），并按照加入組的時(shí)間（user_group.gmt_create）來(lái)進(jìn)行倒序排列，取出前20個(gè)。

解決方案一：

解決方案二：

SELECT user.id,user.nick_name FROM(
SELECT user_id
FROM user_group
WHERE user_group.group_id=1
ORDER BY gmt_create desc
limit 100,20)t,user
WHERE t.user_id=user.id;

通過(guò)比較兩個(gè)解決方案的執(zhí)行計(jì)劃，我們可以看到第一中解決方案中需要和user表參與Join的記錄數(shù)MySQL通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)估算出來(lái)是31156，也就是通過(guò)user_group表返回的所有滿足group_id=1的記錄數(shù)（系統(tǒng)中的實(shí)際數(shù)據(jù)是20000）。而第二種解決方案的執(zhí)行計(jì)劃中，user表參與Join的數(shù)據(jù)就只有20條，兩者相差很大，我們認(rèn)為第二中解決方案應(yīng)該明顯優(yōu)于第一種解決方案。

4 Schema設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)的性能影響

盡量減少對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的請(qǐng)求。

盡量減少無(wú)用數(shù)據(jù)的查詢請(qǐng)求。

5硬件環(huán)境對(duì)系統(tǒng)性能的影響

1、典型OLTP應(yīng)用系統(tǒng)

對(duì)于各種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)環(huán)境中大家最常見(jiàn)的OLTP系統(tǒng)，其特點(diǎn)是并發(fā)量大，整體數(shù)據(jù)量比較多，但每次訪問(wèn)的數(shù)據(jù)比較少，且訪問(wèn)的數(shù)據(jù)比較離散，活躍數(shù)據(jù)占總體數(shù)據(jù)的比例不是太大。對(duì)于這類系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)際上是最難維護(hù)，最難以優(yōu)化的，對(duì)主機(jī)整體性能要求也是最高的。因?yàn)椴粌H訪問(wèn)量很高，數(shù)據(jù)量也不小。

針對(duì)上面的這些特點(diǎn)和分析，我們可以對(duì)OLTP的得出一個(gè)大致的方向。

雖然系統(tǒng)總體數(shù)據(jù)量較大，但是系統(tǒng)活躍數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)總量中所占的比例不大，那么我們可以通過(guò)擴(kuò)大內(nèi)存容量來(lái)盡可能多的將活躍數(shù)據(jù)cache到內(nèi)存中；

雖然IO訪問(wèn)非常頻繁，但是每次訪問(wèn)的數(shù)據(jù)量較少且很離散，那么我們對(duì)磁盤(pán)存儲(chǔ)的要求是IOPS表現(xiàn)要很好，吞吐量是次要因素；

并發(fā)量很高，CPU每秒所要處理的請(qǐng)求自然也就很多，所以CPU處理能力需要比較強(qiáng)勁；

雖然與客戶端的每次交互的數(shù)據(jù)量并不是特別大，但是網(wǎng)絡(luò)交互非常頻繁，所以主機(jī)與客戶端交互的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)流量能力也要求不能太弱。

2、典型OLAP應(yīng)用系統(tǒng)

用于數(shù)據(jù)分析的OLAP系統(tǒng)的主要特點(diǎn)就是數(shù)據(jù)量非常大，并發(fā)訪問(wèn)不多，但每次訪問(wèn)所需要檢索的數(shù)據(jù)量都比較多，而且數(shù)據(jù)訪問(wèn)相對(duì)較為集中，沒(méi)有太明顯的活躍數(shù)據(jù)概念。

基于OLAP系統(tǒng)的各種特點(diǎn)和相應(yīng)的分析，針對(duì)OLAP系統(tǒng)硬件優(yōu)化的大致策略如下：

數(shù)據(jù)量非常大，所以磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)的單位容量需要盡量大一些；

單次訪問(wèn)數(shù)據(jù)量較大，而且訪問(wèn)數(shù)據(jù)比較集中，那么對(duì)IO系統(tǒng)的性能要求是需要有盡可能大的每秒IO吞吐量，所以應(yīng)該選用每秒吞吐量盡可能大的磁盤(pán)；

雖然IO性能要求也比較高，但是并發(fā)請(qǐng)求較少，所以CPU處理能力較難成為性能瓶頸，所以CPU處理能力沒(méi)有太苛刻的要求；

雖然每次請(qǐng)求的訪問(wèn)量很大，但是執(zhí)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)大都不會(huì)返回給客戶端，最終返回給客戶端的數(shù)據(jù)量都較小，所以和客戶端交互的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要求并不是太高；

此外，由于OLAP系統(tǒng)由于其每次運(yùn)算過(guò)程較長(zhǎng)，可以很好的并行化，所以一般的OLAP系統(tǒng)都是由多臺(tái)主機(jī)構(gòu)成的一個(gè)集群，而集群中主機(jī)與主機(jī)之間的數(shù)據(jù)交互量一般來(lái)說(shuō)都是非常大的，所以在集群中主機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要求很高。

3、除了以上兩個(gè)典型應(yīng)用之外，還有一類比較特殊的應(yīng)用系統(tǒng)，他們的數(shù)據(jù)量不是特別大，但是訪問(wèn)請(qǐng)求及其頻繁，而且大部分是讀請(qǐng)求。可能每秒需要提供上萬(wàn)甚至幾萬(wàn)次請(qǐng)求，每次請(qǐng)求都非常簡(jiǎn)單，可能大部分都只有一條或者幾條比較小的記錄返回，就比如基于數(shù)據(jù)庫(kù)的DNS服務(wù)就是這樣類型的服務(wù)。

雖然數(shù)據(jù)量小，但是訪問(wèn)極其頻繁，所以可以通過(guò)較大的內(nèi)存來(lái)cache住大部分的數(shù)據(jù)，這能夠保證非常高的命中率，磁盤(pán)IO量比較小，所以磁盤(pán)也不需要特別高性能的；

并發(fā)請(qǐng)求非常頻繁，比需要較強(qiáng)的CPU處理能力才能處理；

雖然應(yīng)用與數(shù)據(jù)庫(kù)交互量非常大，但是每次交互數(shù)據(jù)較少，總體流量雖然也會(huì)較大，但是一般來(lái)說(shuō)普通的千兆網(wǎng)卡已經(jīng)足夠了。

五、MySQL 鎖定機(jī)制簡(jiǎn)介

行級(jí)鎖定（row-level）

表級(jí)鎖定（table-level）

頁(yè)級(jí)鎖定（page-level）

在MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，使用表級(jí)鎖定的主要是MyISAM，Memory，CSV等一些非事務(wù)性存儲(chǔ)引擎，而使用行級(jí)鎖定的主要是Innodb存儲(chǔ)引擎和NDBCluster存儲(chǔ)引擎，頁(yè)級(jí)鎖定主要是BerkeleyDB存儲(chǔ)引擎的鎖定方式。

六、MySQL Query的優(yōu)化

Query語(yǔ)句的優(yōu)化思路和原則主要提現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1. 優(yōu)化更需要優(yōu)化的Query；

2. 定位優(yōu)化對(duì)象的性能瓶頸；

3. 明確的優(yōu)化目標(biāo)；

4. 從Explain入手；

5. 多使用profile

6. 永遠(yuǎn)用小結(jié)果集驅(qū)動(dòng)大的結(jié)果集；

7. 盡可能在索引中完成排序；

8. 只取出自己需要的Columns；

9. 僅僅使用最有效的過(guò)濾條件；

10.盡可能避免復(fù)雜的Join和子查詢；

合理設(shè)計(jì)并利用索引

1）B-Tree索引

一般來(lái)說(shuō)，MySQL中的B-Tree索引的物理文件大多都是以BalanceTree的結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)的，也就是所有實(shí)際需要的數(shù)據(jù)都存放于Tree的LeafNode，而且到任何一個(gè)LeafNode的最短路徑的長(zhǎng)度都是完全相同的，所以我們大家都稱之為B-Tree索引當(dāng)然，可能各種數(shù)據(jù)庫(kù)（或MySQL的各種存儲(chǔ)引擎）在存放自己的B-Tree索引的時(shí)候會(huì)對(duì)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)稍作改造。如Innodb存儲(chǔ)引擎的B-Tree索引實(shí)際使用的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)際上是B+Tree，也就是在B-Tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上做了很小的改造，在每一個(gè)LeafNode上面出了存放索引鍵的相關(guān)信息之外，還存儲(chǔ)了指向與該LeafNode相鄰的后一個(gè)LeafNode的指針信息，這主要是為了加快檢索多個(gè)相鄰LeafNode的效率考慮。

2）Hash索引

Hash索引在MySQL中使用的并不是很多，目前主要是Memory存儲(chǔ)引擎使用，而且在Memory存儲(chǔ)引擎中將Hash索引作為默認(rèn)的索引類型。所謂Hash索引，實(shí)際上就是通過(guò)一定的Hash算法，將需要索引的鍵值進(jìn)行Hash運(yùn)算，然后將得到的Hash值存入一個(gè)Hash表中。然后每次需要檢索的時(shí)候，都會(huì)將檢索條件進(jìn)行相同算法的Hash運(yùn)算，然后再和Hash表中的Hash值進(jìn)行比較并得出相應(yīng)的信息。

Hash索引僅僅只能滿足“=”,“IN”和“<=>”查詢，不能使用范圍查詢；

Hash索引無(wú)法被利用來(lái)避免數(shù)據(jù)的排序操作；

Hash索引不能利用部分索引鍵查詢；

Hash索引在任何時(shí)候都不能避免表掃面；

Hash索引遇到大量Hash值相等的情況后性能并不一定就會(huì)比B-Tree索引高；

3）Full-text索引

Full-text索引也就是我們常說(shuō)的全文索引，目前在MySQL中僅有MyISAM存儲(chǔ)引擎支持，而且也并不是所有的數(shù)據(jù)類型都支持全文索引。目前來(lái)說(shuō)，僅有CHAR，VARCHAR和TEXT這三種數(shù)據(jù)類型的列可以建Full-text索引。

索引能夠極大的提高數(shù)據(jù)檢索效率，也能夠改善排序分組操作的性能，但是我們不能忽略的一個(gè)問(wèn)題就是索引是完全獨(dú)立于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之外的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，更新數(shù)據(jù)會(huì)帶來(lái)的IO量和調(diào)整索引所致的計(jì)算量的資源消耗。

是否需要?jiǎng)?chuàng)建索引，幾點(diǎn)原則：較頻繁的作為查詢條件的字段應(yīng)該創(chuàng)建索引；唯一性太差的字段不適合單獨(dú)創(chuàng)建索引，即使頻繁作為查詢條件；更新非常頻繁的字段不適合創(chuàng)建索引；

不會(huì)出現(xiàn)在WHERE子句中的字段不該創(chuàng)建索引；

Join語(yǔ)句的優(yōu)化

盡可能減少Join語(yǔ)句中的NestedLoop的循環(huán)總次數(shù)；“永遠(yuǎn)用小結(jié)果集驅(qū)動(dòng)大的結(jié)果集”。

優(yōu)先優(yōu)化NestedLoop的內(nèi)層循環(huán)；

保證Join語(yǔ)句中被驅(qū)動(dòng)表上Join條件字段已經(jīng)被索引；

當(dāng)無(wú)法保證被驅(qū)動(dòng)表的Join條件字段被索引且內(nèi)存資源充足的前提下，不要太吝惜JoinBuffer的設(shè)置；

ORDER BY，GROUP BY和DISTINCT優(yōu)化

1）ORDER BY的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化

優(yōu)化Query語(yǔ)句中的ORDER BY的時(shí)候，盡可能利用已有的索引來(lái)避免實(shí)際的排序計(jì)算，可以很大幅度的提升ORDER BY操作的性能。

優(yōu)化排序：

1.加大max_length_for_sort_data參數(shù)的設(shè)置；

2.去掉不必要的返回字段；

3.增大sort_buffer_size參數(shù)設(shè)置；

2）GROUP BY的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化

由于GROUP BY實(shí)際上也同樣需要進(jìn)行排序操作，而且與ORDER BY相比，GROUP BY主要只是多了排序之后的分組操作。當(dāng)然，如果在分組的時(shí)候還使用了其他的一些聚合函數(shù)，那么還需要一些聚合函數(shù)的計(jì)算。所以，在GROUP BY的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，與ORDER BY一樣也可以利用到索引。

3）DISTINCT的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化

DISTINCT實(shí)際上和GROUP BY的操作非常相似，只不過(guò)是在GROUP BY之后的每組中只取出一條記錄而已。所以，DISTINCT的實(shí)現(xiàn)和GROUP BY的實(shí)現(xiàn)也基本差不多，沒(méi)有太大的區(qū)別。同樣可以通過(guò)松散索引掃描或者是緊湊索引掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然，在無(wú)法僅僅使用索引即能完成DISTINCT的時(shí)候，MySQL只能通過(guò)臨時(shí)表來(lái)完成。但是，和GROUP BY有一點(diǎn)差別的是，DISTINCT并不需要進(jìn)行排序。也就是說(shuō)，在僅僅只是DISTINCT操作的Query如果無(wú)法僅僅利用索引完成操作的時(shí)候，MySQL會(huì)利用臨時(shí)表來(lái)做一次數(shù)據(jù)的“緩存”，但是不會(huì)對(duì)臨時(shí)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行filesort操作。

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