MySQL性能优化总结

MySQL性能优化全攻略

数据库性能优化涉及到系统硬件和软件的方方面面，本文讨论的主要是编译和配置优化、服务器参数调整、如何选用合适的表类型，以及如何用数据库内建的命令辅助分析和优化性能，特别是如何用EXPLAIN辅助优化查询的性能。

　　许多新手往往把重新编译源代码看成是一种无可避免的灾祸，其实编译源代码还能对程序的最终性能起到显著的影响。编译过程可以用不同流水线上装配同样型号的汽车比拟：第一条流水线由素质较低的工人操作，装配程序未能尽善尽美，零件装配误差较大；第二条流水线由高素质的技术工人操作，汽车装配程序合理，且利用最好的工具保证产品的高质量。虽然两条流水线上装配出来的汽车外观一模一样，但两种汽车的性能表现却可能大不相同。对于编译器来说情况也完全相似，有些编译器装配出来的程序要比其他编译器的更好。

　　编译时考虑所有可用的选项也是极其重要的。很可能某些编译器的默认选项值不能符合要求，或者，为了满足应用的特定需求，我们需要指定一些特殊的编译选项。正如MySQL文档所指出的，只要采用了更好的编译器或者使用更合理的编译选项，应用性能的提高程度可以达到10-30%。

　　既然如此，编译时具体应该注意哪些问题才能让MySQL数据库运行得更快呢？

 ▲ 使用pgcc编译器

　　如果系统使用的是奔腾处理器，那么pgcc（Pentium GCC）正是为这些系统下运行的程序提供的专用编译器。pgcc是gcc编译器（http://www.gnu.org/software/gcc/）的奔腾优化版，用pgcc编译MySQL代码可以让整体性能提高10%以上！关于pgcc的更多信息，请参见http://www.goof.com/pcg/。当然，如果系统使用的不是奔腾处理器，采用这种方法提高MySQL的运行速度就不合适了，因为正如其名字所示，pgcc是专门为奔腾系统提供的。

 ▲ 把mysqld编译成静态模式

 　　以不带共享库的形式编译mysqld同样可以提高性能。在配置行加入下面这个选项可以将mysqld编译成静态模式：

 % >./configure -with-mysqld-ldflags=-all-static [--其他配置选项]

 ▲ 配置示例

　　下面的配置命令经常用于提高MySQL的性能：

% >CFLAGS="-O6 -mpentiumpro -fomit-frame-pointer" CXX=gcc CXXFLAGS="-O6

-mpentiumpro -fomit-frame-pointer -felide-constructors -fno-exceptions -fno-rtti"

./configure --prefix=/usr/local --enable-assembler --with-mysqld-ldflags=-all-static

--disable-shared

　　详细解释每个gcc选项的作用已经超出了本文的范围，请访问gcc的说明文档了解这些信息（http://gcc.gnu.org/）。注意不要拘泥于这个例子，请在命令行执行man gcc仔细了解每一个gcc选项的含义。

正确的编译方法固然重要，但它只是提高MySQL服务器性能工作的一部分。MySQL服务器的许多参数会影响服务器的性能表现，而且我们可以把这些参数保存到配置文件，使得每次MySQL服务器启动时这些参数都自动发挥作用。这个配置文件就是my.cnf。

　　MySQL服务器提供了my.cnf文件的几个示例，它们可以在/usr/local/mysql/share/mysql/目录下找到，名字分别为my-small.cnf、my-medium.cnf、my-large.cnf以及my-huge.cnf。文件名字中关于规模的说明描述了该配置文件适用的系统类型。例如，如果运行MySQL服务器的系统内存不多，而且MySQL只是偶尔使用，那么使用my-small.cnf配置文件最为理想，这个配置文件告诉mysqld daemon使用最少的系统资源。反之，如果MySQL服务器用于支持一个大规模的在线商场，系统拥有2G的内存，那么使用mysql-huge.cnf最为合适。

　　要使用上述示例配置文件，我们应该先复制一个最适合要求的配置文件，并把它命名为my.cnf。这个复制得到的配置文件可以按照如下三种方式使用：

全局：把这个my.cnf文件复制到服务器的/etc目录，此时文件中所定义的参数将全局有效，即对该服务器上运行的所有MySQL数据库服务器都有效。

　　局部：把这个my.cnf文件复制到[MYSQL-INSTALL-DIR]/var/将使该文件只对指定的服务器有效，其中[MYSQL-INSTALL-DIR]表示安装MySQL的目录。

　　用户：最后，我们还可以把该文件的作用范围局限到指定的用户，这只需把my.cnf文件复制到用户的根目录即可。

　　那么，如何设置my.cnf文件中的参数呢？或者进一步说，哪些参数是我们可以设置的呢？所有这些参数都对MySQL服务器有着全局性的影响，但同时每一个参数都和MySQL的特定部分关系较为密切。例如，max_connections参数属于mysqld一类。那么，如何才能得知这一点呢？这只需执行如下命令：

% >/usr/local/mysql/libexec/mysqld --help

　　该命令将显示出和mysqld有关的各种选项和参数。要寻找这些参数非常方便，因为这些参数都在“Possible variables for option --set-variable (-O) are”这行内容的后面。找到这些参数之后，我们就可以在my.cnf文件中按照如下方式设置所有这些参数：

set-variable = max_connections=100

　　这行代码的效果是：同时连接MySQL服务器的最大连接数量限制为100。不要忘了在my.cnf文件[mysqld]小节加上一个set-variable指令，具体请参见配置文件中的示例。

　　MySQL实际上支持五种不同的表类型，有些人可能会对此感到不同寻常。这五种类型分别是BDB、HEAP、ISAM、MERGE以及MyISAM。其中BDB类型单独属于一类，称为“事务安全型”（transaction-safe），其余的表类型属于第二类，称为“非事务安全型”（non-transaction-safe）。下面我们详细介绍这些表类型。

　　事务安全型

 ▲ BDB

　　BDB全称是“Berkeley DB”，它是MySQL具有事务能力的表类型，由Sleepycat Software （http://www.sleepycat.com）开发。BDB表类型提供了MySQL用户长久期盼的功能，即事务控制能力。在任何RDBMS中，事务控制能力都是一种极其重要和宝贵的功能。事务控制能力使得我们能够确保一组命令确实已经全部执行成功，或者确保当任何一个命令出现错误时所有命令的执行结果均被回退。可以想象，在电子银行这类应用中事务控制能力是极其重要的。

　非事务安全型

▲ HEAP

　　HEAP表是访问数据速度最快的MySQL表，这是因为这类表使用保存在内存中的散列索引。但有极其重要的一点必须注意，如果MySQL或者服务器崩溃，HEAP表中的数据将会丢失！

▲ ISAM

　　ISAM表类型是MyISAM出现之前MySQL的默认表类型，所以现在这种表类型是不推荐使用的，建议改用MyISAM表。

 ▲ MERGE

　　MERGE是一种值得关注的新式表类型，在3.23.25版中提供。MERGE表实际上由一组同样的MyISAM表合并而成。之所以要把多个同样的表合并成一个，主要是出于性能上的考虑，因为它能够提高搜索速度、提高修复效率、节省磁盘空间。

当前的MERGE表类型仍旧属于BETA版本，但相信正式版本很快就会出现。

▲ MyISAM

　　MyISAM表类型是MySQL默认的表类型。MyISAM表类型以ISAM为基础，但增加了许多有用的扩展。下面是部分用MyISAM表类型取代ISAM表类型的原因：

　　MyISAM表比ISAM表要小，因而占用资源更少。

　　MyISAM表在不同的平台间二进制可移植。

　　MyISAM还有其他许多优点。请访问http://www.mysql.com/doc/I/S/ISAM.html查看关于该表类型的完整说明。

　　表的类型在创建表时指定。在下面这个例子中我们创建了一个HEAP类型的表：

 mysql >CREATE TABLE email_addresses TYPE=HEAP (

- >email char(55) NOT NULL,

- >name char(30) NOT NULL,

- >PRIMARY KEY(email) );

 　　创建BDB表需要更多的配置参数，请参考http://www.mysql.com/doc/B/D/BDB_overview.html了解完整说明以及要使用BDB表应该做哪些准备。

　　MySQL 4.0将增加两种新的表类型，即Innobase和Gemeni。关于这两种表类型现在能够得到的信息还不多。

　　关于MySQL表类型，有待学习的知识实在太多，本文简短的介绍不可能做到完整和详尽。建议访问MySQL文档（http://www.mysql.com）了解更详尽的信息。

　　接下来我们要讨论的是数据库性能优化的另一方面，即运用数据库服务器内建的工具辅助性能分析和优化。

 ▲ SHOW

　　执行下面这个命令可以了解服务器的运行状态：

mysql >show status;

　　该命令将显示出一长列状态变量及其对应的值，其中包括：被中止访问的用户数量，被中止的连接数量，尝试连接的次数，并发连接数量最大值，以及其他许多有用的信息。这些信息对于确定系统问题和效率低下的原因是十分有用的。

　　SHOW命令除了能够显示出MySQL服务器整体状态信息之外，它还能够显示出有关日志文件、指定数据库、表、索引、进程和许可权限表的宝贵信息。请访问http://www.mysql.com/doc/S/H/SHOW.html了解更多信息。

▲ EXPLAIN

　　EXPLAIN能够分析SELECT命令的处理过程。这不仅对于决定是否要为表加上索引很有用，而且对于了解MySQL处理复杂连接的过程也很有用。

　　下面这个例子显示了如何用EXPLAIN提供的信息逐步地优化连接查询。（本例来自MySQL文档，见http://www.mysql.com/doc/E/X/EXPLAIN.html。原文写到这里似乎有点潦草了事，特加上此例。）

　　假定用EXPLAIN分析的SELECT命令如下所示：

EXPLAIN SELECT tt.TicketNumber, tt.TimeIn,

tt.ProjectReference, tt.EstimatedShipDate,

tt.ActualShipDate, tt.ClientID,

tt.ServiceCodes, tt.RepetitiveID,

tt.CurrentProcess, tt.CurrentDPPerson,

tt.RecordVolume, tt.DPPrinted, et.COUNTRY,

et_1.COUNTRY, do.CUSTNAME

FROM tt, et, et AS et_1, do

WHERE tt.SubmitTime IS NULL

AND tt.ActualPC = et.EMPLOYID

AND tt.AssignedPC = et_1.EMPLOYID

AND tt.ClientID = do.CUSTNMBR;

SELECT命令中出现的表定义如下：

　　 ※表定义

表 列 列类型

tt ActualPC CHAR(10)

tt AssignedPC CHAR(10)

tt ClientID CHAR(10)

et EMPLOYID CHAR(15)

do CUSTNMBR CHAR(15)

　　 ※索引

表 索引

tt ActualPC

tt AssignedPC

tt ClientID

et EMPLOYID (主键)

do CUSTNMBR (主键)

　　 ※tt.ActualPC值分布不均匀

在进行任何优化之前，EXPLAIN对SELECT执行分析的结果如下：

table type possible_keys key key_len ref rows Extra

et ALL PRIMARY NULL NULL NULL 74

do ALL PRIMARY NULL NULL NULL 2135

et_1 ALL PRIMARY NULL NULL NULL 74

tt ALL AssignedPC,ClientID,ActualPC NULL NULL NULL 3872

range checked for each record (key map: 35)

 　　每一个表的type都是ALL，它表明MySQL为每一个表进行了完全连接！这个操作是相当耗时的，因为待处理行的数量达到每一个表行数的乘积！即，这里的总处理行数为74 * 2135 * 74 * 3872 = 45,268,558,720。

　　这里的问题之一在于，如果数据库列的声明不同，MySQL（还）不能有效地运用列的索引。在这个问题上，VARCHAR和CHAR是一样的，除非它们声明的长度不同。由于tt.ActualPC声明为CHAR(10)，而et.EMPLOYID声明为CHAR(15)，因此这里存在列长度不匹配问题。

　　为了解决这两个列的长度不匹配问题，用ALTER TABLE命令把ActualPC列从10个字符扩展到15字符，如下所示：

mysql > ALTER TABLE tt MODIFY ActualPC VARCHAR(15);

现在tt.ActualPC和et.EMPLOYID都是VARCHAR(15)了，执行EXPLAIN进行分析得到的结果如下所示：

tt ALL AssignedPC,ClientID,ActualPC NULL NULL NULL 3872 where used

range checked for each record (key map: 1)

et eq_ref PRIMARY PRIMARY 15 tt.ActualPC 1

这还算不上完美，但已经好多了（行数的乘积现在少了一个系数74）。现在这个SQL命令执行大概需要数秒钟时间。

为了避免tt.AssignedPC = et_1.EMPLOYID以及tt.ClientID = do.CUSTNMBR比较中的列长度不匹配，我们可以进行如下改动：

mysql > ALTER TABLE tt MODIFY AssignedPC VARCHAR(15),

MODIFY ClientID VARCHAR(15);

现在EXPLAIN显示的结果如下：

tt ref AssignedPC,ClientID,ActualPC ActualPC 15 et.EMPLOYID 52 where used

et_1 eq_ref PRIMARY PRIMARY 15 tt.AssignedPC 1

do eq_ref PRIMARY PRIMARY 15 tt.ClientID 1

这个结果已经比较令人满意了。

余下的问题在于，默认情况下，MySQL假定tt.ActualPC列的值均匀分布，而事实上tt表的情况并非如此。幸而，我们可以很容易地让MySQL知道这一点：

shell > myisamchk --analyze PATH_TO_MYSQL_DATABASE/tt

shell > mysqladmin refresh

现在这个连接操作已经非常理想，EXPLAIN分析的结果如下：

▲ OPTIMIZE

 　　OPTIMIZE能够恢复和整理磁盘空间以及数据碎片，一旦对包含变长行的表进行了大量的更新或者删除，进行这个操作就非常有必要了。OPTIMIZE当前只能用于MyISAM和BDB表。

　　结束语：从编译数据库服务器开始、贯穿整个管理过程，能够改善MySQL性能的因素实在非常多，本文只涉及了其中很小的一部分。尽管如此，我们希望本文讨论的内容能够对你有所帮助。