数据库优化详解(9种常见优化方案)

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数据库优化是一个广泛讨论的主题,以下是9种常见的数据库优化方式@mikechen

索引优化

优化索引包括:选择合适的列进行索引、避免过度索引、定期重新构建和维护索引等。

1.选择适当的索引

选择哪些列需要创建索引是至关重要的,通常应该为经常用于查询的列创建索引。

比如:WHERE子句中经常出现的列,或经常用于连接的列。

对于大表,应该优先考虑那些用于过滤数据的列,以减小结果集的大小。

2.选择区分度高的列作为索引

尽量选择区分度高的列作为索引,尽量建立唯一索引,区分度越高,使用索引的效率越高。

比如:姓名,身份证号等都是高区分度的列,而性别,年龄,民族等字段则是低区分度字段,这类字段建立索引是有害无利。

3.避免过度索引

过度索引会增加数据库写入操作的开销,因为每次插入、更新或删除数据时都需要更新相关的索引。

因此,应避免创建过多无用的索引,定期审查和清理不再需要的索引。

4.不要在索引列上运算

在列上进行运算或使用函数会使索引失效,从而进行全表扫描。

如下所示:

-- 全表扫描
select * from article where year(publish_time) < 2019

-- 走索引
select * from article where publish_time < '2019-01-01'

-- 全表扫描
select * from article where id + 1 = 5

-- 走索引
select * from article where id = 4

5.使用覆盖索引

覆盖索引是一种只包含索引列的索引,通常用于加速特定查询。

当一个查询只需要索引列中的数据时,数据库可以直接使用索引,而不必读取实际数据行。

6.索引不包含有NULL的值

设计多列复合索引时一定要注意,所有列必须不能为null,因为含有null的列是不会被加入索引的,直接无效。

7.前缀索引

前缀索引是只索引列值的一部分,而不是整个列值。

这对于大文本或大字符串列特别有用,可以减小索引的大小。

前缀索引可以减小存储开销和提高查询性能,但也要注意查询条件的准确性。

8.使用Explain优化索引

使用explain查看执行计划,从而知道mysql是如何处理sql语句,分析查询语句或者表结构的性能瓶颈。

 

查询优化

编写高效的SQL查询,对于数据库优化非常的重要。

比如:

1)避免使用select *,尽量只写需要查询的列,不要直接select *,避免浪费资源;

2)用union all 代替 union,sql语句使用union关键字后,可以获取排重后的数据;

3)小表驱动大表,也就是说用小表的数据集驱动大表的数据集;

4)使用合适的连接方式(INNER JOIN、LEFT JOIN等),以减小数据集的大小。

5)多用limit;

6)将复杂的查询拆分为多个简单的查询。

 

表设计优化

正确的表设计是关键,规范化数据库以减小数据冗余,但也要注意避免过度规范化。

使用适当的数据类型和字段长度,以减小数据存储开销。

常见的表设计优化,包含:

1规范化和反规范化

规范化是将表分解成更小的表,以减小数据冗余,提高数据一致性。

反规范化是将表合并以提高查询性能,在设计表时,需要权衡规范化和反规范化,根据具体需求选择适当的范式。

2.适当的数据类型和字段长度

使用适当的数据类型和字段长度,以减小数据存储的开销。

例如,使用INT而不是BIGINT来存储小范围的整数,选择适当的字符集和排序规则以支持多语言数据。

3.主键和外键

使用主键来唯一标识每个记录,主键字段应该是非空的、唯一的,通常是自增的。

使用外键来建立表之间的关联,外键关系可以确保数据的引用完整性。确保外键字段与主键字段的数据类型和长度匹配。

4.分区和分片

对于大型表,可以考虑将表分成多个分区或分片,以提高查询性能和管理数据,分区可以根据时间、范围或列表进行。

5.数据冗余

避免不必要的数据冗余,因为它会增加数据存储的开销和复杂性。

 

缓存策略优化

使用缓存来存储频繁访问的数据,减少数据库访问压力。

选择合适的缓存技术,如内存缓存、分布式缓存(如Redis、Memcached),以根据应用程序需求和数据访问模式来提高性能。

对于大规模应用程序,可以使用缓存分区和分片来分散缓存数据,减少单个缓存服务器的负载。

使用分布式缓存技术来管理缓存数据的分区和分片。

 

硬件和存储优化

选择高性能硬件,包括快速磁盘、大内存和多核CPU,以提高数据库性能。

比如:

选择高性能的硬件是关键,包括快速的磁盘、大内存和多核CPU,这些硬件组件可以显著提高数据库的性能。

SSD(固态硬盘)通常比传统的机械硬盘具有更快的读写速度,因此在性能关键的应用中常被用于数据库存储。

使用RAID(冗余磁盘阵列)来增加数据冗余和提高读取性能,RAID可以在磁盘故障时保护数据,同时提供数据分布和冗余备份。

 

数据库服务器参数调整

调整数据库服务器的配置参数,以确保它满足应用程序的需求。

优化数据库缓冲池大小、并发连接数、日志和事务参数等。

 

监控和性能分析

使用数据库性能监控工具来跟踪数据库的性能指标。

定期分析性能数据,以识别瓶颈并进行优化。

 

连接池管理

使用连接池来管理数据库连接,以减少连接建立和销毁的开销。

配置适当的连接池大小和超时时间。

 

合理的数据清理策略

定期清理不再需要的数据,以减小数据库的大小和提高性能。

数据库优化是一个持续的过程,需要根据应用程序的需求和数据访问模式进行定期的监控和调整。

每个应用程序和数据库环境都是独特的,因此优化策略需要根据具体情况进行调整。

mikechen

mikechen睿哥,10年+大厂架构经验,资深技术专家,就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。

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