MySQL 資料庫設計總結

騰訊雲加社群發表於2019-03-11

本文由雲+社群發表

作者:漆洪凱

規則1:一般情況可以選擇MyISAM儲存引擎,如果需要事務支援必須使用InnoDB儲存引擎。

注意:MyISAM儲存引擎 B-tree索引有一個很大的限制:參與一個索引的所有欄位的長度之和不能超過1000位元組。另外MyISAM資料和索引是分開,而InnoDB的資料儲存是按聚簇(cluster)索引有序排列的,主鍵是預設的聚簇(cluster)索引,因此MyISAM雖然在一般情況下,查詢效能比InnoDB高,但InnoDB的以主鍵為條件的查詢效能是非常高的。

規則2:命名規則。

  1. 資料庫和表名應儘可能和所服務的業務模組名一致
  2. 服務與同一個子模組的一類表應儘量以子模組名(或部分單詞)為字首或字尾
  3. 表名應儘量包含與所存放資料對應的單詞
  4. 欄位名稱也應儘量保持和實際資料相對應
  5. 聯合索引名稱應儘量包含所有索引鍵欄位名或縮寫,且各欄位名在索引名中的順序應與索引鍵在索引中的索引順序一致,並儘量包含一個類似idx的字首或字尾,以表明期物件型別是索引。
  6. 約束等其他物件也應該儘可能包含所屬表或其他物件的名稱,以表明各自的關係

規則3:資料庫欄位型別定義

  1. 經常需要計算和排序等消耗CPU的欄位,應該儘量選擇更為迅速的欄位,如用TIMESTAMP(4個位元組,最小值1970-01-01 00:00:00)代替Datetime(8個位元組,最小值1001-01-01 00:00:00),通過整型替代浮點型和字元型
  2. 變長欄位使用varchar,不要使用char
  3. 對於二進位制多媒體資料,流水佇列資料(如日誌),超大文字資料不要放在資料庫欄位中

規則4:業務邏輯執行過程必須讀到的表中必須要有初始的值。避免業務讀出為負或無窮大的值導致程式失敗

規則5:並不需要一定遵守正規化理論,適度的冗餘,讓Query儘量減少Join

規則6:訪問頻率較低的大欄位拆分出資料表。有些大欄位佔用空間多,訪問頻率較其他欄位明顯要少很多,這種情況進行拆分,頻繁的查詢中就不需要讀取大欄位,造成IO資源的浪費。

規則7:大表可以考慮水平拆分。大表影響查詢效率,根據業務特性有很多拆分方式,像根據時間遞增的資料,可以根據時間來分。以id劃分的資料,可根據id%資料庫個數的方式來拆分。

一.資料庫索引

規則8:業務需要的相關索引是根據實際的設計所構造sql語句的where條件來確定的,業務不需要的不要建索引,不允許在聯合索引(或主鍵)中存在多於的欄位。特別是該欄位根本不會在條件語句中出現。

規則9:唯一確定一條記錄的一個欄位或多個欄位要建立主鍵或者唯一索引,不能唯一確定一條記錄,為了提高查詢效率建普通索引

規則10:業務使用的表,有些記錄數很少,甚至只有一條記錄,為了約束的需要,也要建立索引或者設定主鍵。

規則11:對於取值不能重複,經常作為查詢條件的欄位,應該建唯一索引(主鍵預設唯一索引),並且將查詢條件中該欄位的條件置於第一個位置。沒有必要再建立與該欄位有關的聯合索引。

規則12:對於經常查詢的欄位,其值不唯一,也應該考慮建立普通索引,查詢語句中該欄位條件置於第一個位置,對聯合索引處理的方法同樣。

規則13:業務通過不唯一索引訪問資料時,需要考慮通過該索引值返回的記錄稠密度,原則上可能的稠密度最大不能高於0.2,如果稠密度太大,則不合適建立索引了。

當通過這個索引查詢得到的資料量佔到表內所有資料的20%以上時,則需要考慮建立該索引的代價,同時由於索引掃描產生的都是隨機I/O,生其效率比全表順序掃描的順序I/O低很多。資料庫系統優化query的時候有可能不會用到這個索引。

規則14:需要聯合索引(或聯合主鍵)的資料庫要注意索引的順序。SQL語句中的匹配條件也要跟索引的順序保持一致。

注意:索引的順勢不正確也可能導致嚴重的後果。

規則15:表中的多個欄位查詢作為查詢條件,不含有其他索引,並且欄位聯合值不重複,可以在這多個欄位上建唯一的聯合索引,假設索引欄位為 (a1,a2,...an),則查詢條件(a1 op val1,a2 op val2,...am op valm)m<=n,可以用到索引,查詢條件中欄位的位置與索引中的欄位位置是一致的。

規則16:聯合索引的建立原則(以下均假設在資料庫表的欄位a,b,c上建立聯合索引(a,b,c))

  1. 聯合索引中的欄位應儘量滿足過濾資料從多到少的順序,也就是說差異最大的欄位應該房子第一個欄位
  2. 建立索引儘量與SQL語句的條件順序一致,使SQL語句儘量以整個索引為條件,儘量避免以索引的一部分(特別是首個條件與索引的首個欄位不一致時)作為查詢的條件
  3. Where a=1,where a>=12 and a<15,where a=1 and b<5 ,where a=1 and b=7 and c>=40為條件可以用到此聯合索引;而這些語句where b=10,where c=221,where b>=12 and c=2則無法用到這個聯合索引。
  4. 當需要查詢的資料庫欄位全部在索引中體現時,資料庫可以直接查詢索引得到查詢資訊無須對整個表進行掃描(這就是所謂的key-only),能大大的提高查詢效率。 當a,ab,abc與其他表欄位關聯查詢時可以用到索引
  5. 當a,ab,abc順序而不是b,c,bc,ac為順序執行Order by或者group不要時可以用到索引
  6. 以下情況時,進行表掃描然後排序可能比使用聯合索引更加有效 a.表已經按照索引組織好了 b.被查詢的資料站所有資料的很多比例。

規則17:重要業務訪問資料表時。但不能通過索引訪問資料時,應該確保順序訪問的記錄數目是有限的,原則上不得多於10.

二.Query語句與應用系統優化

規則18:合理構造Query語句

  1. Insert語句中,根據測試,批量一次插入1000條時效率最高,多於1000條時,要拆分,多次進行同樣的插入,應該合併批量進行。注意query語句的長度要小於mysqld的引數 max_allowed_packet
  2. 查詢條件中各種邏輯操作符效能順序是and,or,in,因此在查詢條件中應該儘量避免使用在大集合中使用in
  3. 永遠用小結果集驅動大記錄集,因為在mysql中,只有Nested Join一種Join方式,就是說mysql的join是通過巢狀迴圈來實現的。通過小結果集驅動大記錄集這個原則來減少巢狀迴圈的迴圈次數,以減少IO總量及CPU運算次數
  4. 儘量優化Nested Join內層迴圈。
  5. 只取需要的columns,儘量不要使用select *
  6. 僅僅使用最有效的過濾欄位,where 字句中的過濾條件少為好
  7. 儘量避免複雜的Join和子查詢 Mysql在併發這塊做得並不是太好,當併發量太高的時候,整體效能會急劇下降,這主要與Mysql內部資源的爭用鎖定控制有關,MyIsam用表鎖,InnoDB好一些用行鎖。

規則19:應用系統的優化

  1. 合理使用cache,對於變化較少的部分活躍資料通過應用層的cache快取到記憶體中,對效能的提升是成數量級的。
  2. 對重複執行相同的query進行合併,減少IO次數。
  3. 事務相關性最小原則

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