MySQL数据库性能优化

MySQL架构

mysql架构图

查询缓存

查询缓存（Query Cache）原理：

缓存SELECT操作或预处理查询的结果集和SQL语句，当有新的SELECT语句或预处理查询语句请求，先去查询缓存，判断是否存在可用的记录集，判断标准：与缓存的SQL语句，是否完全一样，区分大小写

优缺点：

不需要对SQL语句做任何解析和执行，当然语法解析必须通过在先，直接从Query Cache中获得查询结果，提高查询性能
查询缓存的判断规则，不够智能，也即提高了查询缓存的使用门栏，降低其效率查询缓存的使用，会增加检查和清理Query Cache中记录集的开销

哪些查询可能不会被缓存

• 查询语句中加了SQL_NO_CACHE参数
• 查询语句中含有获得值的函数，包含自定义函数，如：NOW()、CURDATE()、GET_LOCK()、RAND()、CONVERT_TZ()等
• 对系统数据库的查询：mysql、information_schema查询语句中使用SESSION级别变量或存储过程中的局部变量
• 查询语句中使用了LOCK IN SHARE MODE、FOR UPDATE的语句，查询语句中类似SELECT ... INTO导出数据的语句
• 对临时表的查询操作；存在警告信息的查询语句；不涉及任何表或视图的查询语句；某用户只有列级别权限的查询语句
• 事务隔离级别为Serializable时，所有查询语句都不能缓存

查询缓存相关的服务器变量

• query_cache_min_res_unit：查询缓存中内存块的最小分配单位，默认4k，较小值会减少浪费，但会导致更频繁的内存分配操作，较大值会带来浪费，会导致碎片过多，内存不足
• query_cache_limit：单个查询结果能缓存的最大值，默认为1M，对于查询结果过大而无法缓存的语句，建议使用SQL_NO_CACHE
• query_cache_wlock_invalidate：如果某表被其它的会话锁定，是否仍然可以从查询缓存中返回结果，默认值为OFF，表示可以在表被其它的会话锁定的场景中继续从缓存返回数据；ON则表示不允许
• query_cache_type：是否开启缓存功能，取值为ON，OFF，DEMAND

查询缓存

• SELECT语句的缓存控制
  SQL_CACHE：显示指定存储查询结果于缓存之中
  SQL_NO_CACHE：显示查询结果不予缓存
• query_cache_type参数变量：
  query_cache_type的值为OFF或0时，查询缓存功能关闭
  query_cache_type的值为ON或1时，查询缓存功能打开，SELECT的结果符合缓存条件即会缓存，否则，不予缓存，显示指定SQL_NO_CACHE，不予缓存，此为默认值
  query_cache_type的值为DEMAND或2时，查询缓存功能按需进行，显示指定SQL_CACHE的SELECT语句才会缓存；其它均不予缓存
• 参看：https://mariadb.com/kb/en/library/server-system-variables/#query_cache_type
  https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/query-cache-configuration.html

查询缓存相关的状态变量：

SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Qcache%';

• Qcache_free_blocks：处于空闲状态Query Cache中内存Block数
• Qcache_free_memory：处于空闲状态的Query Cache内存总量
• Qcache_hits：Query Cache命中次数
• Qcache_inserts：向Query Cache中插入新的Query Cache的次数，即没有命中的次数
• Qcache_lowmem_prunes：当Query Cache 内存容量不够，需要删除老的Query Cache以给新的Cache对象使用的次数
• Qcache_not_cached：没有被Cache的SQL数，包括无法被Cache的SQL以及由于query_cache_type设置的不会被Cache的SQL语句
• Qcache_queries_in_cache：在Query Cache中的SQL数量
• Qcache_total_blocks：Query Cache中总的Block

命中率和内存使用率估算

• 查询缓存中内存块的最小分配单位query_cache_min_res_unit：
  (query_cache_size - Qcache_free_memory) / Qcache_queries_in_cache
• 查询缓存命中率：
  Qcache_hits / (Qcache_hits + Qcache_inserts) * 100%
• 查询缓存内存使用率：
  (query_cache_size - qcache_free_memory) / query_cache_size * 100%

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InnoDB存储引擎的缓冲池：

通常InnoDB存储引擎缓存池的命中不应该小于99%

查看相关状态变量：

SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'innodb%read%'\G;

• Innodb_buffer_pool_reads：表示从物理磁盘读取页的次数
• Innodb_buffer_pool_read_ahead：预读的次数
• Innodb_buffer_pool_read_ahead_evicted：预读页，但是没有读缓冲池中被替换的页数量，一般用来判断预读的效率
• Innodb_buffer_pool_read_requests：从缓存池中读取页次数
• Innodb_data_read：总共读入的字节数
• Innodb_data_reads：发起读取请求的次数，每次读取可能需要读取多个页

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SQL语句性能优化

• 查询时，能不用*就不用*，尽量写全字段名
• 大部分情况连接效率远大于子查询
• 多表连接时，尽量小表驱动大表，即小表 join 大表
• 在千万级分页时使用 limit
• 对于经常使用的查询，可以开启缓存
• 多使用 explain 和 profile 分析查询语句
• 查看慢查询日志，找出执行时间长的 sql 语句优化