如何通過效能調優突破MySQL資料庫效能瓶頸?

語言: CN / TW / HK

MySQL 資料庫瓶頸對 DBA 程式設計師而言,是非常棘手的問題。要正確的優化SQL,我們需要快速定位能性的瓶頸點,也就是說快速找到我們SQL主要的開銷在哪裡?下面小編將從資料庫資料庫效能優化的目標和方法兩方面闡述如何通過效能調優突破 MySQL 資料庫效能瓶頸。

一、優化目標

1. 減少 IO 次數

IO永遠是資料庫最容易瓶頸的地方,這是由資料庫的職責所決定的,大部分資料庫操作中超過90%的時間都是 IO 操作所佔用的,減少 IO 次數是 SQL 優化中需要第一優先考慮,當然,也是收效最明顯的優化手段。

2. 降低 CPU 計算

除了 IO 瓶頸之外,SQL優化中需要考慮的就是 CPU 運算量的優化了。order by, group by,distinct … 都是消耗 CPU 的大戶(這些操作基本上都是 CPU 處理記憶體中的資料比較運算)。當我們的 IO 優化做到一定階段之後,降低 CPU 計算也就成為了我們 SQL 優化的重要目標。

二、優化方法

1. 改變 SQL 執行計劃

明確了優化目標之後,我們需要確定達到我們目標的方法。對於 SQL 語句來說,達到上述2個目標的方法其實只有一個,那就是改變 SQL 的執行計劃,讓他儘量“少走彎路”,儘量通過各種“捷徑”來找到我們需要的資料,以達到 “減少 IO 次數” 和 “降低 CPU 計算” 的目標

2. order by 一定需要排序操作

我們知道索引資料實際上是有序的,如果我們的需要的資料和某個索引的順序一致,而且我們的查詢又通過這個索引來執行,那麼資料庫一般會省略排序操作,而直接將資料返回,因為資料庫知道資料已經滿足我們的排序需求了。

實際上,利用索引來優化有排序需求的 SQL,是一個非常重要的優化手段

3. 儘量少 join

MySQL 的優勢在於簡單,但這在某些方面其實也是其劣勢。MySQL 優化器效率高,但是由於其統計資訊的量有限,優化器工作過程出現偏差的可能性也就更多。對於複雜的多表 Join,一方面由於其優化器受限,再者在 Join 這方面所下的功夫還不夠,所以效能表現離 Oracle 等關係型資料庫前輩還是有一定距離。但如果是簡單的單表查詢,這一差距就會極小甚至在有些場景下要優於這些資料庫前輩。

4. 儘量少排序

排序操作會消耗較多的 CPU 資源,所以減少排序可以在快取命中率高等 IO 能力足夠的場景下會較大影響 SQL 的響應時間。

對於MySQL來說,減少排序有多種辦法,比如:

通過利用索引來排序的方式進行優化:減少參與排序的記錄條數,非必要不對資料進行排序

避免使用耗費資源的操作,帶有DISTINCT,UNION,MINUS,INTERSECT,ORDER BY的SQL語句會啟動SQL引擎 執行,耗費資源的排序(SORT)功能。DISTINCT需要一次排序操作, 而其他的至少需要執行兩次排

5. 儘量用 join 代替子查詢

雖然 Join 效能並不佳,但是和 MySQL 的子查詢比起來還是有非常大的效能優勢。MySQL 的子查詢執行計劃一直存在較大的問題,雖然這個問題已經存在多年,但是到目前已經發布的所有穩定版本中都普遍存在,一直沒有太大改善。雖然官方也在很早就承認這一問題,並且承諾儘快解決,但是至少到目前為止我們還沒有看到哪一個版本較好的解決了這一問題。

6. 儘量少 or

當 where 子句中存在多個條件以“或”並存的時候,MySQL 的優化器並沒有很好的解決其執行計劃優化問題,再加上 MySQL 特有的 SQL 與 Storage 分層架構方式,造成了其效能比較低下,很多時候使用 union all 或者是union(必要的時候)的方式來代替“or”會得到更好的效果。

7. 儘量用 union all 代替 union

union 和 union all 的差異主要是前者需要將兩個(或者多個)結果集合並後再進行唯一性過濾操作,這就會涉及到排序,增加大量的 CPU 運算,加大資源消耗及延遲。所以當我們可以確認不可能出現重複結果集或者不在乎重複結果集的時候,儘量使用 union all 而不是 union。

8. 儘可能對每一條執行在資料庫中的SQL進行 explain

優化 SQL,需要做到心中有數,知道 SQL 的執行計劃才能判斷是否有優化餘地,才能判斷是否存在執行計劃問題。在對資料庫中執行的 SQL 進行了一段時間的優化之後,很明顯的問題 SQL 可能已經很少了,大多都需要去發掘,這時候就需要進行大量的 explain 操作收集執行計劃,並判斷是否需要進行優化。

9. 優先優化高併發的 SQL,而不是執行頻率低某些“大”SQL

對於破壞性來說,高併發的 SQL 總是會比低頻率的來得大,因為高併發的 SQL 一旦出現問題,甚至不會給我們任何喘息的機會就會將系統壓跨。而對於一些雖然需要消耗大量 IO 而且響應很慢的 SQL,由於頻率低,即使遇到,最多就是讓整個系統響應慢一點,但至少可能撐一會兒,讓我們有緩衝的機會。

10. 從全域性出發優化,而不是片面調整

SQL 優化不能是單獨針對某一個進行,而應充分考慮系統中所有的 SQL,尤其是在通過調整索引優化 SQL 的執行計劃的時候,千萬不能顧此失彼,因小失大。

三、總結

對於MySQL資料庫進行效能優化非常重要,一方面可以提升資源使用率,另一方面可以提升業務訪問速度提升使用者體驗。除此之外為了保障業務正常穩定的執行,同樣重要的是能夠及時的發現數據庫存在的效能瓶頸,例如:資料庫 IOPS 使用率過高,資料庫存在存在慢查詢等...