MySQL 性能调优和优化技巧

介绍

MySQL 是一种流行的开源数据库应用程序，它以一种有意义且易于访问的方式存储和构造数据。对于大型应用程序，庞大的数据量可能会导致性能问题。

本指南提供了一些关于如何提高 MySQL 数据库性能的调优技巧。

先决条件

• 安装并运行 MySQL 的 Linux 系统，Centos或Ubuntu
• 现有数据库
• 操作系统和数据库的管理员凭据

系统 MySQL 性能调优

在系统级别，您将调整硬件和软件选项以提高 MySQL 性能。

1.平衡四大硬件资源

磁盘存储

花点时间评估您的存储空间。如果您使用的是传统硬盘驱动器 (HDD)，则可以升级到固态驱动器 (SSD) 以提高性能。

使用sysstat包中的iotop或sar之类的工具来监控磁盘输入/输出速率。如果磁盘使用率远高于其他资源的使用率，请考虑添加更多存储或升级到更快的存储。

处理器

处理器通常被认为是衡量系统速度的指标。使用Linux top命令了解资源的使用情况。注意 MySQL 进程及其所需的处理器使用百分比。

 

处理器的升级成本更高，但如果您的 CPU 是瓶颈，则可能需要升级。

内存

内存表示您的 MySQL数据库存储服务器中的 RAM 总量。您可以调整内存缓存（稍后会详细介绍）以提高性能。如果您没有足够的内存，或者现有内存没有优化，您最终可能会损害您的性能而不是提高它。

像其他瓶颈一样，如果您的服务器经常耗尽内存，您可以通过添加更多来升级。如果您的内存不足，您的服务器将缓存数据存储（如硬盘）以充当内存。数据库缓存会降低您的性能。

网络

监控网络流量以确保您有足够的基础设施来管理负载非常重要。

网络过载会导致延迟、丢包甚至服务器中断。确保您有足够的网络带宽来容纳正常水平的数据库流量。

2. 使用 InnoDB，而不是 MyISAM

MyISAM是一种较旧的数据库样式，用于某些 MySQL 数据库。这是一种效率较低的数据库设计。较新的InnoDB支持更高级的功能并具有内置的优化机制。

InnoDB 使用聚集索引并将数据保存在页面中，这些页面存储在连续的物理块中。如果某个页面的值太大，InnoDB 会将其移动到另一个位置，然后索引该值。此功能有助于将相关数据保存在存储设备上的同一位置，这意味着物理硬盘驱动器访问数据所需的时间更少。

3.使用最新版本的MySQL

对于旧的和遗留的数据库，使用最新版本并不总是可行的。但只要有可能，您应该检查正在使用的 MySQL 版本并升级到最新版本。

正在进行的开发的一部分包括性能增强。一些常见的性能调整可能会被较新版本的 MySQL 淘汰。一般来说，使用原生 MySQL 性能增强总是比脚本和配置文件更好。

软件 MySQL 性能调优

SQL 性能调优是在关系数据库上最大化查询速度的过程。该任务通常涉及多种工具和技术。

这些方法包括：

• 调整 MySQL 配置文件。
• 编写更高效的数据库查询。
• 构建数据库以更有效地检索数据。

注意：调整配置设置时，最好进行小的增量调整。重大调整可能会使另一个值负担过重并降低性能。此外，建议您一次进行一项更改，然后进行测试。当您一次只更改一个变量时，更容易跟踪错误或错误配置。

4.考虑使用自动性能改进工具

与大多数软件一样，并非所有工具都适用于所有版本的 MySQL。我们将检查三个实用程序来评估您的 MySQL 数据库并推荐更改以提高性能。

第一个是tuning-primer。这个工具有点老，专为 MySQL 5.5 - 5.7 设计。它可以分析您的数据库并建议设置以提高性能。例如，如果感觉您的系统无法足够快地处理查询以保持缓存清晰，它可能会建议您提高query_cache_size参数。

对大多数现代 SQL 数据库有用的第二个调优工具是MySQLTuner。该脚本 ( mysqltuner.pl ) 是用 Perl 编写的。与tuning-primer 一样，它会分析您的数据库配置，寻找瓶颈和低效率。输出显示指标和建议：

 

在输出的顶部，您可以看到 MySQLTuner 工具和您的数据库的版本。

该脚本适用于 MySQL 8.x。日志文件建议是列表中的第一个，但如果您滚动到底部，您可以看到提高 MySQL 性能的一般建议。

您可能已经拥有的第三个实用程序是phpMyAdmin Advisor。与其他两个实用程序一样，它会评估您的数据库并建议调整。如果您已经在使用 phpMyAdmin，Advisor 是您可以在 GUI 中使用的有用工具。

注意：查看我们的顶级 SQL 查询优化工具列表，并使用我们对每个工具的深​​入分析来找到最适合您任务的工具。

5.优化查询

查询是一个编码请求，用于在数据库中搜索与某个值匹配的数据。有一些查询运算符，就其本质而言，需要很长时间才能运行。SQL 性能调优技术有助于优化查询以获得更好的运行时间。

检测执行时间很短的查询是性能调优的主要任务之一。通常在大型数据集上实现的查询速度很慢并且占用数据库。因此，这些表不可用于任何其他任务。

注意：考虑研究数据仓库架构，它将生产数据库与分析数据库分开。

例如，OLTP 数据库需要快速事务和有效的查询处理。运行效率低下的查询会阻止数据库的使用并停止信息更新。

如果您的环境依赖于触发器等自动查询，它们可能会影响性能。检查并终止可能及时堆积的MySQL 进程。

6. 在适当的地方使用索引

许多数据库查询使用与此类似的结构：

SELECT … WHERE

这些查询涉及评估、过滤和检索结果。您可以通过为相关表添加一小组索引来重组它们。查询可以直接指向索引，加快查询速度。

7. 谓词中的函数

避免在查询的谓词中使用函数。例如：

SELECT * FROM MYTABLE WHERE UPPER(COL1)='123'

该UPPER符号创建一个函数，该函数必须在操作期间SELECT运行。这会使查询的工作加倍，如果可能，您应该避免它。

8. 避免在谓词中使用 % 通配符

在搜索文本数据时，通配符有助于进行更广泛的搜索。例如，要选择所有以ch开头的名称，请在 name 列上创建索引并运行：

SELECT * FROM person WHERE name LIKE "ch%"

查询扫描索引，使查询成本低：

但是，在开头使用通配符搜索名称会显着增加查询成本，因为索引扫描不适用于字符串的结尾：

 

搜索开头的通配符不应用索引。相反，全表扫描单独搜索每一行，增加了该过程中的查询成本。在示例查询中，在末尾使用通配符有助于降低查询成本，因为要经过更少的表行。

注意：查看我们的MySQL 命令备忘单，其中包含索引命令。

搜索字符串结尾的一种方法是反转字符串，索引反转的字符串并查看起始字符。现在将通配符放在末尾会搜索反转字符串的开头，从而提高搜索效率。

9.在SELECT函数中指定列

分析和探索性查询的常用表达式是SELECT *. 选择超出您的需要会导致不必要的性能损失和冗余。如果您指定您需要的列，您的查询将不需要扫描不相关的列。

如果需要所有列，则没有其他方法可以解决。但是，大多数业务需求不需要数据集中所有可用的列。考虑改为选择特定列。

总而言之，避免使用：

SELECT * FROM table

相反，请尝试：

SELECT column1, column2 FROM table

10. 恰当地使用 ORDER BY

该ORDER BY表达式按指定列对结果进行排序。它可用于一次按两列排序。这些应该以相同的顺序排序，升序或降序。

如果您尝试以不同的顺序对不同的列进行排序，则会降低性能。您可以将其与索引结合起来以加快排序。

11. GROUP BY 代替 SELECT DISTINCT

尝试删除重复值时，SELECT DISTINCT 查询会派上用场。但是，该语句需要大量的处理能力。

只要有可能，请避免使用SELECT DISTINCT，因为它效率非常低，有时会令人困惑。例如，如果一个表列出了具有以下结构的客户信息：

id	name	lastName	address	city	state	zip
0	John	Smith	652 Flower Street	Los Angeles	CA	90017
1	John	Smith	1215 Ocean Boulevard	Los Angeles	CA	90802
2	Martha	Matthews	3104 Pico Boulevard	Los Angeles	CA	90019
3	Martha	Jones	2712 Venice Boulevard	Los Angeles	CA	90019

运行以下查询会返回四个结果：

SELECT DISTINCT name, address FROM person

该声明似乎应该返回一个不同名称的列表及其地址。相反，查询同时查看名称和地址列。虽然有两对同名的客户，但他们的地址不同。

要过滤掉重复的名称并返回地址，请尝试使用以下GROUP BY语句：

SELECT name, address FROM person GROUP BY name

结果返回第一个不同的名称以及地址，使语句不那么模棱两可。要按唯一地址分组，GROUP BY参数只需更改为地址并DISTINCT更快地返回与语句相同的结果。

总而言之，避免使用：

SELECT DISTINCT column1, column2 FROM table

相反，请尝试使用：

SELECT column1, column2 FROM table GROUP BY column1

12. JOIN、WHERE、UNION、DISTINCT

尽可能尝试使用内部联接。外连接查看指定列之外的附加数据。如果您需要这些数据，那很好，但是包含不需要的数据会浪费性能。

使用INNER JOIN是连接表的标准方法。大多数数据库引擎也接受使用WHERE。例如，以下两个查询输出相同的结果：

SELECT * FROM table1 INNER JOIN table2 ON table1.id = table2.id

和....相比：

SELECT * FROM table1, table2 WHERE table1.id = table2.id

理论上，它们也具有相同的运行时间。

是使用还是查询的选择取决于数据库引擎。虽然大多数引擎对这两种方法具有相同的运行时，但在某些数据库系统中，一种运行速度比另一种快。JOIN WHERE

注意：了解有关MySQL JOINS以及如何使用它们的更多信息。

和命令有时包含在查询中。与外连接一样，如果需要，可以使用这些表达式。但是，它们增加了对数据库的额外排序和读取。如果你不需要它们，最好找到更有效的表达方式。UNION DISTINCT

13. 使用 EXPLAIN 函数

现代 MySQL 数据库包含一个EXPLAIN函数。

将表达式附加EXPLAIN到查询的开头将读取和评估查询。如果有低效的表达方式或令人困惑的结构，EXPLAIN可以帮助您找到它们。然后，您可以调整查询的措辞以避免无意的表扫描或其他性能损失。

14. MySQL 服务器配置

此配置涉及更改您的/etc/mysql/my.cnf文件。谨慎行事，一次进行细微的更改。

query_cache_size– 指定等待运行的 MySQL 查询的缓存大小。建议从 10MB 左右的小值开始，然后增加到不超过 100-200MB。如果缓存查询过多，您可能会遇到“等待缓存锁定”的级联查询。如果您的查询不断备份，则更好的过程是使用EXPLAIN评估每个查询并找到提高它们效率的方法。

max_connection– 指允许进入数据库的连接数。如果您收到引用“连接太多”的错误，则增加此值可能会有所帮助。

innodb_buffer_pool_size – 此设置将系统内存分配为数据库的数据缓存。如果您有大量数据，请增加此值。记下运行其他系统资源所需的 RAM。

innodb_io_capacity – 此变量设置存储设备的输入/输出速率。这与存储驱动器的类型和速度直接相关。5400 rpm HDD 的容量将比高端 SSD 或 Intel Optane低得多。您可以调整此值以更好地匹配您的硬件。

结论

您现在应该知道如何提高 MySQL 性能和调整数据库。

寻找瓶颈（硬件和软件）、工作量超出需要的查询，并考虑使用自动化工具和EXPLAIN功能来评估您的数据库。

优化 MySQL 表有助于在专用存储服务器中重新排序信息，以提高数据输入和输出速度。查看我们关于如何优化 MySQL 表的指南。