MySQL8.0优化 - 优化MySQL服务器、优化MySQL的参数、优化数据类型

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优化MySQL服务器

优化MySQL服务器主要从两个方面来优化，一方面是对硬件进行优化；另一方面是对MySQL服务的参数进行优化。这部分的内容需要较全面的知识，一般只有专业的数据库管理员才能进行这一类的优化。

优化服务器硬件

服务器的硬件性能直接决定着MySQL数据库的性能。硬件的性能瓶颈直接决定MySQL数据库的运行速度和效率。针对性能瓶颈提高硬件配置，可以提高MySQL数据库查询、更新的速度。

配置较大的内存

足够大的内存是提高MySQL数据库性能的方法之一。内存的速度比磁盘I/O快得多，可以通过增加系统的缓冲区容量使数据哎内存中停留的时间更长，以减少磁盘I/O。

配置高速磁盘系统

以减少读盘的等待时间，提高响应速度。磁盘的I/O能力，也就是它的寻道能力，目前的SCSI高速旋转是7200转/分钟。这样的速度，一旦访问的用户量上去，磁盘的压力就会过大，如果每天的网站pv（page view）在150w，这样的一般的配制就无法满足这样的需求了。现在SSD盛行，在SSD上随机访问和顺序访问性能几乎差不多，使用SSD可以减少随机IO带来的性能损耗。

合理分布磁盘I/O

把磁盘I/O分散在多个设备上以减少资源竞争，提高并行操作能力。

配置多处理器

MySQL是多线程的数据库，多处理器可同时执行多个线程。

优化MySQL的参数

通过优化MySQL的参数可以提高资源利用率，从而达到提高MySQL服务器性能的目的。
MySQL服务的配置参数都在my.cnf或者my.ini文件的[mysqlId]组中。配置完参数以后需要重启MySQL服务才会生效。
下面几个对性能影响比较大的参数进行详细介绍。

innodb_buffer_pool_size

innodb_buffer_pool_size这个参数是MySQL数据库最重要的参数之一，表示InnoDB类型的表和索引的最大缓存。它不仅仅缓存索引数据，还会缓存表的数据。这个值越大，查询的速度就会越快。但是这个值太大会影响系统的性能。

key_buffer_size

key_buffer_size表示索引缓冲区的大小。索引缓冲区是所有的线程共享。增加索引缓冲区可以得到更好处理的索引（对所有读和多重写）。当然，这个值不是越大越好，他的大小取决于内存的大小。如果这个值太大，就会导致操作系统频繁换页，也会降低系统性能。对于内存在4GB左右的服务器该参数可设置为256M或384M。

table_cache

table_cache表示同时打开的表的个数。这个值越大，能够同时打开的表的个数越多。物理内存越大，设置就越大。默认为2402，调到512-1024最佳。这个值不是越大越好，因为同时打开的表太多会影响操作系统的性能。

query_cache_size

query_cache_size表示查询缓冲区的大小。可以通过在MySQL控制台观察，如果Qcache_lowmem_prunes的值非常大，则表明经常出现缓冲不够的情况，就要增加Query_cache_size的值；如果Qcache_hits的值非常大，则表明查询缓冲使用非常频繁，如果该值较小反而会影响效率，那么可以考虑不用查询缓存；Qcache_free_blocks，如果该值非常大，则表明缓冲区中碎片很多。MySQL8.0之后失效该参数需要和query_cache_type配合使用。

query_cache_type

query_cache_type的值是0时，所有的查询都不使用查询缓冲区。但是query_cache_type=0并不会导致MySQL释放query_cache_size所配置的缓冲区内存，MySQL8.0之后失效。

当query_cache_type=1时，所有的查询都将使用查询缓存区，除非在查询语句中指定SQL_NO_CACHE，如SELECT SQL_NO_CACHE * FROM tbl_name。

当query_cache_type=2时，只有在查询语句中使用SQL_CACHE关键词，查询才会使用查询缓存区。使用查询缓存区可以提高查询的速度，这种方式只适合于修改操作少且经常执行相同的查询操作的情况。

sort_buffer_size

sort_buffer_size：表示每个需要进行排序的线程分配的缓冲区的大小。增加这个参数的值可以提高ORDER BY或GROUP BY操作的速度。默认数值是2 097 144字节（约2MB）。对于内存在4GB左右的服务器推荐设置为6-8M，如果有100个连接，那么实际分配的总共排序缓冲区大小为100 * 6 = 600MB。

join_buffer_size

join_buffer_size = 8M：表示联合查询操作所能使用的缓冲区大小，和sort_buffer_size一样，该参数对应的分配内存也是每个连接独享。

read_buffer_size

read_buffer_size：表示每个线程连续扫描时为扫描的每个表分配的缓冲区的大小（字节）。当线程从表中连续读取记录时需要用到这个缓冲区。SET SESSION read_buffer_size=n可以临时设置该参数的值。默认为64k，可以设置为4M。

innodb_flush_log_at_trx_commit

innodb_flush_log_at_trx_commit：表示何时将缓冲区的数据写入日志文件，并且将日志文件写入磁盘中。该参数对于InnoDB引擎非常重要。该参数有3个值，分别为0、1和2.该参数的默认值为1。

值为0时，表示每秒1次的频率将数据写入日志文件并将日志文件写入磁盘。每个事务的ccommit并不会触发前面的任何操作。该模式速度最快，但不太安全，mysqlId进程的崩溃会导致上一秒钟所有事务数据的丢失。

值为1时，表示每次提交事务时将数据写入日志文件并将日志文件写入磁盘进行同步。该模式是最安全的，但也是最慢的一种方式。因为每次事务提交或是屋外的指令都需要把日志写入（flush）硬盘。

值为2时，表示每次提交事务时将数据写入日志文件，每隔1秒将日志文件写入磁盘。该模式速度较快，也比0安全，只有在操作系统崩溃或者系统断电的情况下，上一秒钟所有事务数据才可能丢失。

innodb_log_buffer_size

innodb_log_buffer_size：这是InnoDB存储引擎的事务日志所使用的缓冲区。为了提高性能，也是将信息写入Innodb Log Buffer中，当满足innodb_flush_log_trx_commit参数所设置的相应条件（或者日志缓冲区写满）之后，才会将日志写到文件（或者同步到磁盘）中。

max_connections

max_connections：表示允许连接到MySQL数据库的最大数量，默认值是151。如果状态变量connection_errors_max_connections不为零，并且一直增长，则说明不断有连接请求因数据库连接数已达到允许最大值而失败，这是可以考虑增大max_connections的值。在Linux平台下，性能好的服务器，支持500-1000个连接不是难事，需要根据服务器性能进行评估设定。这个链接不是越大越好，因为这些连接会浪费内存的资源。过多的连接可能会导致MySQL服务器僵死。

back_log

back_log：用于控制MySQL监听TCP端口时设置的积压请求栈大小。如果MySQL的连接数达到max_connections时，新进来的请求将会被存在堆栈中，以等待某一连接释放资源，该堆栈的数量即back_log，如果等待连接的数（max_connections / 5），对于Linux系统推荐设置为小于512的整数，但最大不超过900。

thread_cache_size

thread_cache_size：线程池缓存线程数量的大小，当客户端断开连接后将当前线程缓存起来，当在接到新的连接请求时最快速响应无需创建新的线程。这尤其对那些使用短连接的应用程序来说可以极大的提高创建连接的效率。那么为了提高性能可以增大该参数的值。默认为60，可以设置为120。
可以通过如下几个MySQL状态值来适当调整线程池的大小：show global status like 'Thread%';

当Threads_cached越来越少，但Threads_connected始终不降，且Threads_created持续升高，可适当增加thread_cache_size的大小。

wait_timeout

wait_timeout：指定一个请求的最大连接时间，对于4GB左右内存的服务器可以设置为5-10。

interactive_timeout

interactive_timeout：表示服务器在关闭连接前等待行动的描述。

优化数据类型

对整数类型数据进行优化

遇到整数类型的字段可以用INT型。这样做的理由是INT型数据有足够大的取值范围，不用担心数据超出取值范围的问题。刚开始做项目的时候，首先要保证系统的稳定性，这样设计字段类型是可以的，但在数据量很大的时候，数据类型的定义，在很大程度上会影响到系统整体的执行效率。

对于非负型的数据（如自增ID、整型IP）来说，要优先使用无符号UNSIGNED来存储。因为无符号相对于有符号，同样的字节数，存储的数值范围更大。如tinyint有符号为-128-127，无符号位0-255，多出一倍的存储空间。

既可以使用文本类型也可以使用整数类型的字段，要选择使用整数类型

跟文本类型数据相比，大整数往往占用更少的存储空间，因此，在存取和对比的时候，可以占用更少的内存空间。所以，在二者皆可用的情况下，尽量使用整数类型，这样可以提高查询效率。

避免使用TEXT、BLOB数据类型

MySQL内存临时表不支持TEXT、BLOB这样的大数据类型，如果查询中包含这样的数据，在排序等操作时，就不能使用内存临时表，必须使用磁盘临时表进行。并且对于这种数据，MySQL还是要进行二次查询，会使SQL性能变得很差，但是不是说一定不能使用这种数据类型。
如果一定要使用，建议把BLOB或是TEXT列分离到单独的扩展表中，查询时一定不要使用select *，而只需要取出必要的列，不需要TEXT列的数据时不要对该表进行查询。

避免使用ENUM类型

修改ENUM值需要使用ALTER语句。
ENUM类型的ORDER BY操作效果很低，需要额外操作。使用TINYINT来代替ENUM类型。

用DECIMAL代替FLOAT和DOUBLE存储精确浮点数

非精准浮点：float，double
精准浮点：decimal
Decimal类型为精准浮点数，在计算时不会丢失精度，尤其是财务相关的金融类数据。占用空间由定义的宽度决定，每4个字节可以存储9位数字，并且小数点要占用一个字节。可用于存储比bigint更大的整型数据。
总值，遇到数据量大的项目时，一定要在充分了解业务需求的前提下，合理优化数据类型，这样才能充分发挥资源的效率，使系统达到最优。