高性能MySQL笔记之基本概念

1.并发控制

当多个查询需要在同一时刻对数据库的数据进行时，就会涉及到并发控制的问题，在mysql中，并发控制的手段主要是通过锁来实现。锁主要分为读写锁和粒度锁两大类。

读写锁：

顾名思义，读写锁又分为读锁和写锁

读锁：当客户端从数据库里面读数据时，不会涉及到数据的修改，因此这种锁是允许多个客户同时访问同一个资源的。因为他们是互不干扰的，无论多少人读那个资源，资源中的数据是不会改变的，因此，这种锁也叫共享锁

写锁：写锁与读锁是完全不同的，只要有一个客户对资源进行了写的操作，资源里的数据就会改变，试想一下，如果两个甚至更多人同时对资源里同一段数据进行修改，mysql会怎么处理呢？这个不可预料，因此，从安全的角度考虑，写锁是排他的，只要有一个客户端拿到锁还没有释放，那么将不允许其他人对数据库中的数据进行写的操作。

粒度锁：

粒度锁给我的感觉有点想是写锁的具体化，粒度锁都是排它的，它分为表锁和行级锁。

表锁：从字面上理解就是锁定一张表，即如果存在一个客户端正在操作表A中的数据，那么这张表将被锁定，直到该客户操作完成释放锁，才允许下一个客户继续操作，这样的方式简单粗暴，可以提供很好的安全性，缺点是，锁的范围有点武断了，也许客户A只修改表中的一行数据，你却把整个表都锁了，这是不是有点夸张了，比如我脸上有个蚊子，我让你帮我拍一下，你拿出来福枪直接给我来一下。从并发量的角度考虑，这样是不划算的。

行级锁：它与表锁又是对立的，行级锁是尽量使锁的范围小一些，以保证数据的并发量，但加锁也是需要消耗资源的，获得锁、检查锁的状态，释放锁等操作将会使系统花费大量的时间，大大地影响系统的性能。

2.事务

事务就是将一组SQL语句打包成一个原子操作，这一组语句里只要有一条语句执行出错，那么该数据库将回滚到事务执行之前。在MYSQL中事务具有以下几种特性：原子性、一致性、隔离性、持久性。

原子性：即将一个事务视为一个不可分割的最小工作单元，要么全部执行成功，要么全部回滚。

一致性：数据库总是从一个一致性的操作转换到另一个一致性的操作，即无论何时多个用户访问同一个资源时，该资源中的数据都是一样的。

隔离性：即一个事务在完成提交之前，对其他的事务是隔离的，即在提交之前其他用户访问该资源看到的是事务执行之前的数据

持久性：指通过事务修改数据后，该数据是永久地保存在数据库中的，无论出现何种情况，数据库中的数据也不会丢失。

3.死锁

死锁是指多个用户在同一资源上相互占用，并请求锁定对方已占用的资源，从而导致恶性循环。为了解决这种问题，数据库系统实现了各种死锁检测和死锁超时机制，但这样会导致用户的查询数据变慢，目前较为优秀的处理方式有InnoDB引擎的回滚机制，即将访问该数据的多个事务中持有最少行级排他锁的事务进行回滚。

4.多版本并发控制（MVCC）

我们可以将MVCC看作是行级锁的变种，虽然目前来说MVCC没有统一的实现机制，但是都实现了非堵塞的读操作，写操作也只锁定必要的数据，从而使系统的开销变低。

MVCC的原理：通过保存数据在某个时间点的快照来实现的。不同的存储引擎，其MVCC的实现方式也是不同的，典型的有乐观并发控制和悲观并发控制

5.基准测试

基准测试有两种主要的策略：一是针对整个系统的整体测试，也被称为集成式基准测试；另外一种是单独测试mysql，也被称为单组件式基准测试

测试各种指标：

在进行基准测试之前，需要先明确测试的目标，根据所选定的目标来选择测试工具和所使用的技术，常用的性能测试指标如下：

吞吐量：指单位时间内事务的处理数，常用的测试单位是秒，其次是分钟。

响应时间或延迟：这个指标用于测试任务所需要的整体时间。根据具体的应用，测试的时间单位可以是微秒、毫秒、秒或者分钟。根据不同的时 间单位可以计算出平均响应时间，最小响应时间、最大响应时间和所占的百分比。为了方便查看，可以将测试结果绘制成拆线图或散点图。

并发性：这里指的并发性并不是指web服务器的高并发，因为并不是每一个连接到web服务器的请求都需要访问数据库的，如果是这样，那这个系统设计就太糟糕了。要测试的是连接到数据库的并发量，当并发增加时，我们需要查看数据的吞吐量是否下降，响应时间是否变长。

可扩展性：即给系统增加一倍或更多的工作量或资源时，吞吐量和响应时间的变化比例。

6.mysql性能剖析：

值得优化的查询：性能剖析不会自动给出哪些查询值得花时间去优化，这个得我们自己去判断，大致的标准有两点。1.一些只占总响应时间比重很小的查询是不值得去优化的；二：如果优化的成本大于收益，也是不值得去进行优化的。

异常情况：有时候系统的性能剖析并不会显示所有需要优化的语句，比如某一段sql语句，虽然执行的次数较少，但其每次执行的速度很慢，这也会严重影响到用户体验，像这类情况是不可忽视的。

未知的时间开销：当我们进行性能测试的时候，会出现如下情况，假如总耗时为1分钟，但系统列出来的时间只有50秒，也就是说有10秒的时间被丢失了，也就是说我们在测量的时候有疏漏，对于这种情况，我们必须要弄清楚，并解决它。

被隐藏的细节：性能剖析是无法显示所有的响应时间的，一般情况下能够显示最大、最小响应时间，以及平均的时间，我们不能过度的相信平均时间，在看似正常的平均时间下，也有可能会隐藏的有值得优化的地方。

对应用程序进行性能剖析

大多数情况下，应用程序的性能是与数据库相关的，但也有例外，如下几点也可能会对应用程序的性能产生较大的影响

1.外部资源，比如调用了web服务或搜索引擎

2.应用需要处理大量的数据，比如分析一个超大的XML文件

3.在循环中执行特别费时的操作，比如连接数据库等

4.算法，在程序中使用了效率低下的算法。