作者：Bruce Dou
原文地址：https://blog.eood.cn/mysql
MYSQL 应该是最流行了 WEB 后端数据库。WEB 开发语言最近发展很快，PHP， Ruby, Python, Java 各有特点，虽然 NOSQL 最近越來越多的被提到，但是相信大部分架构师还是会选择 MYSQL 来做数据存储。
MYSQL 如此方便和稳定，以至于我们在开发 WEB 程序的时候很少想到它。即使想到优化也是程序级别的，比如，不要写过于消耗资源的 SQL 语句。但是除此之外，在整个系统上仍然有很多可以优化的地方。
- 选择合适的存储引擎: INNODB
--
除非你的数据表使用来做只读或者全文检索 (相信现在提到全文检索，没人会用 MYSQL 了)，你应该默认选择 INNODB 。
你自己在测试的时候可能会发现 MYISAM 比 INNODB 速度快，这是因为： MYISAM 只缓存索引，而 INNODB 缓存数据和索引，MYISAM 不支持事务。但是 如果你使用 **innodb_flush_log_at_trx_commit = 2 **可以获得接近的读取性能 (相差百倍) 。
1.1 如何将现有的 MYISAM 数据库转换为 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 为每个表分别创建 INNODB FILE：
innodb_file_per_table=1
这样可以保证 ibdata1 文件不会过大，失去控制。尤其是在执行 mysqlcheck -o –all-databases 的时候。
- 保证从内存中读取数据，讲数据保存在内存中
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2.1 足够大的innodb_buffer_pool_size
推荐将数据完全保存在 innodb_buffer_pool_size ，即按存储量规划 innodb_buffer_pool_size 的容量。这样你可以完全从内存中读取数据，最大限度减少磁盘操作。
2.1.1 如何确定 innodb_buffer_pool_size 足够大，数据是从内存读取而不是硬盘？
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)
发现 Innodb_buffer_pool_pages_free为 0，则说明 buffer pool 已经被用光，需要增大 innodb_buffer_pool_size
INNODB 的其他几个参数
- 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，查看硬盘的操作。
2.1.2 服务器上是否有足够内存用来规划
执行 echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches 清除操作系统的文件缓存，可以看到真正的内存使用量。
2.2 数据预热
默认情况，只有某条数据被读取一次，才会缓存在 innodb_buffer_pool。所以，数据库刚刚启动，需要进行数据预热，将磁盘上的所有数据缓存到内存中。数据预热可以提高读取速度。
对于 InnoDB 数据库，可以用以下方法，进行数据预热:
1.将以下脚本保存为 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.执行
mysql -uroot -AN < /root/MakeSelectQueriesToLoad.sql > /root/SelectQueriesToLoad.sql
3.每次重启数据库，或者整库备份前需要预热的时候执行：
mysql -uroot < /root/SelectQueriesToLoad.sql > /dev/null 2>&1
2.3 不要让数据存到 SWAP 中
如果是专用 MYSQL 服务器，可以禁用 SWAP，如果是共享服务器，确定 innodb_buffer_pool_size 足够大。或者使用固定的内存空间做缓存，使用 memlock 指令。
- 定期优化重建数据库
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mysqlcheck -o –all-databases会让 ibdata1 不断增大，真正的优化只有重建数据表结构：
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;
- 减少磁盘写入操作
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4.1 使用足够大的写入缓存
innodb_log_file_size
但是需要注意如果用 1G 的 innodb_log_file_size，假如服务器当机，需要 10 分钟来恢复。
推荐 innodb_log_file_size = 0.25 innodb_buffer_pool_size
4.2 innodb_flush_log_at_trx_commit
这个选项和写磁盘操作密切相关：
- innodb_flush_log_at_trx_commit = 1 则每次修改写入磁盘
- innodb_flush_log_at_trx_commit = 0/2 每秒写入磁盘
如果你的应用不涉及很高的安全性 (金融系统)，或者基础架构足够安全，或者事务都很小，都可以用 0 或者 2 来降低磁盘操作。
4.3 避免双写入缓冲
innodb_flush_method=O_DIRECT
- 提高磁盘读写速度
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RAID0 尤其是在使用 EC2 这种虚拟磁盘 (EBS) 的时候，使用软 RAID0 非常重要。
- 充分使用索引
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6.1 查看现有表结构和索引
SHOW CREATE TABLE db1.tb1\G
6.2 添加必要的索引
索引是提高查询速度的唯一方法，比如搜索引擎用的倒排索引是一样的原理。索引的添加需要根据查询来确定，比如通过慢查询日志或者查询日志,或者通过 EXPLAIN 命令分析查询。
ADD UNIQUE INDEX
ADD INDEX
6.2.1 比如，优化用户验证表：
添加索引
ALTER TABLE users ADD UNIQUE INDEX username_ndx (username);
ALTER TABLE users ADD UNIQUE INDEX username_password_ndx (username,password);
每次重启服务器进行数据预热
echo “select username,password from users;” > /var/lib/mysql/upcache.sql
添加启动脚本到 my.cnf
[mysqld]
init-file=/var/lib/mysql/upcache.sql
6.2.2 使用自动加索引的框架或者自动拆分表结构的框架
比如，Rails 这样的框架，会自动添加索引，Drupal 这样的框架会自动拆分表结构。会在你开发的初期指明正确的方向。所以，经验不太丰富的人一开始就追求从 0 开始构建，实际是不好的做法。
- 分析查询日志和慢查询日志
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记录所有查询，这在用 ORM 系统或者生成查询语句的系统很有用。log=/var/log/mysql.log注意不要在生产环境用，否则会占满你的磁盘空间。
记录执行时间超过 1 秒的查询
long_query_time=1
log-slow-queries=/var/log/mysql/log-slow-queries.log
- 激进的方法，使用内存磁盘
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现在基础设施的可靠性已经非常高了，比如 EC2 几乎不用担心服务器硬件当机。而且内存实在是便宜，很容易买到几十G内存的服务器，可以用内存磁盘，定期备份到磁盘。
将 MYSQL 目录迁移到 4G 的内存磁盘
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 仍然不会过时。
用 HandlerSocket 跳过 MYSQL 的 SQL 解析层，MYSQL 就真正变成了 NOSQL。
- 其他
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- 单条查询最后增加 LIMIT 1，停止全表扫描。
- 将非”索引”数据分离，比如将大篇文章分离存储，不影响其他自动查询。
- 不用 MYSQL 内置的函数，因为内置函数不会建立查询缓存。
- PHP 的建立连接速度非常快，所有可以不用连接池，否则可能会造成超过连接数。当然不用连接池 PHP 程序也可能将连接数占满比如用了
@ignore_user_abort(TRUE); - 使用 IP 而不是域名做数据库路径，避免 DNS 解析问题。
- 结束
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你会发现优化后，数据库的性能提高几倍到几百倍。所以 MYSQL 基本还是可以适用大部分场景的应用的。优化现有系统的成本比系统重构或者迁移到 NOSQL 低很多。
