MySQL 效能調優的10個方法

MYSQL 應該是最流行了 WEB 後端資料庫。WEB 開發語言最近發展很快，PHP， Ruby, Python, Java 各有特點，雖然 NOSQL 最近越來越多的被提到，但是相信大部分架構師還是會選擇 MYSQL 來做資料儲存。

MYSQL 如此方便和穩定，以至於我們在開發 WEB 程式的時候很少想到它。即使想到優化也是程式級別的，比如，不要寫過於消耗資源的 SQL 語句。但是除此之外，在整個系統上仍然有很多可以優化的地方。

1. 選擇合適的儲存引擎: InnoDB

除非你的資料表使用來做只讀或者全文檢索 (相信現在提到全文檢索，沒人會用 MYSQL 了)，你應該預設選擇 InnoDB 。

你自己在測試的時候可能會發現 MyISAM 比 InnoDB 速度快，這是因為： MyISAM 只快取索引，而 InnoDB 快取資料和索引，MyISAM 不支援事務。但是 如果你使用 innodb_flush_log_at_trx_commit = 2 可以獲得接近的讀取效能 (相差百倍) 。

1.1 如何將現有的 MyISAM 資料庫轉換為 InnoDB:

mysql -u [USER_NAME] -p -e "SHOW TABLES IN [DATABASE_NAME];" | tail -n +2 | xargs -I '{}' echo "ALTER TABLE {} ENGINE=InnoDB;" > alter_table.sql
perl -p -i -e 's/(search_[a-z_]+ ENGINE=)InnoDB//1MyISAM/g' alter_table.sql
mysql -u [USER_NAME] -p [DATABASE_NAME] < alter_table.sql

1.2 為每個表分別建立 InnoDB FILE：

innodb_file_per_table=1

這樣可以保證 ibdata1 檔案不會過大，失去控制。尤其是在執行 mysqlcheck -o –all-databases 的時候。

2. 保證從記憶體中讀取資料，講資料儲存在記憶體中

2.1 足夠大的 innodb_buffer_pool_size

推薦將資料完全儲存在 innodb_buffer_pool_size ，即按儲存量規劃 innodb_buffer_pool_size 的容量。這樣你可以完全從記憶體中讀取資料，最大限度減少磁碟操作。

2.1.1 如何確定 innodb_buffer_pool_size 足夠大，資料是從記憶體讀取而不是硬碟？

方法 1

mysql> SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'innodb_buffer_pool_pages_%';
+----------------------------------+--------+
| Variable_name                    | Value  |
+----------------------------------+--------+
| Innodb_buffer_pool_pages_data    | 129037 |
| Innodb_buffer_pool_pages_dirty   | 362    |
| Innodb_buffer_pool_pages_flushed | 9998   |
| Innodb_buffer_pool_pages_free    | 0      |  !!!!!!!!
| Innodb_buffer_pool_pages_misc    | 2035   |
| Innodb_buffer_pool_pages_total   | 131072 |
+----------------------------------+--------+
6 rows in set (0.00 sec)

發現 Innodb_buffer_pool_pages_free 為 0，則說明 buffer pool 已經被用光，需要增大 innodb_buffer_pool_size

InnoDB 的其他幾個引數：

innodb_additional_mem_pool_size = 1/200 of buffer_pool
innodb_max_dirty_pages_pct 80%

方法 2

或者用iostat -d -x -k 1 命令，檢視硬碟的操作。

2.1.2 伺服器上是否有足夠記憶體用來規劃

執行 echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches 清除作業系統的檔案快取，可以看到真正的記憶體使用量。

2.2 資料預熱

預設情況，只有某條資料被讀取一次，才會快取在 innodb_buffer_pool。所以，資料庫剛剛啟動，需要進行資料預熱，將磁碟上的所有資料快取到記憶體中。資料預熱可以提高讀取速度。

對於 InnoDB 資料庫，可以用以下方法，進行資料預熱:

1. 將以下指令碼儲存為 MakeSelectQueriesToLoad.sql

SELECT DISTINCT
    CONCAT('SELECT ',ndxcollist,' FROM ',db,'.',tb,
    ' ORDER BY ',ndxcollist,';') SelectQueryToLoadCache
    FROM
    (
        SELECT
            engine,table_schema db,table_name tb,
            index_name,GROUP_CONCAT(column_name ORDER BY seq_in_index) ndxcollist
        FROM
        (
            SELECT
                B.engine,A.table_schema,A.table_name,
                A.index_name,A.column_name,A.seq_in_index
            FROM
                information_schema.statistics A INNER JOIN
                (
                    SELECT engine,table_schema,table_name
                    FROM information_schema.tables WHERE
                    engine='InnoDB'
                ) B USING (table_schema,table_name)
            WHERE B.table_schema NOT IN ('information_schema','mysql')
            ORDER BY table_schema,table_name,index_name,seq_in_index
        ) A
        GROUP BY table_schema,table_name,index_name
    ) AA
ORDER BY db,tb
;

2. 執行

mysql -uroot -AN < /root/MakeSelectQueriesToLoad.sql > /root/SelectQueriesToLoad.sql

3. 每次重啟資料庫，或者整庫備份前需要預熱的時候執行：

mysql -uroot < /root/SelectQueriesToLoad.sql > /dev/null 2>&1

2.3 不要讓資料存到 SWAP 中

如果是專用 MYSQL 伺服器，可以禁用 SWAP，如果是共享伺服器，確定 innodb_buffer_pool_size 足夠大。或者使用固定的記憶體空間做快取，使用 memlock 指令。

3. 定期優化重建資料庫

mysqlcheck -o –all-databases 會讓 ibdata1 不斷增大，真正的優化只有重建資料表結構：

CREATE TABLE mydb.mytablenew LIKE mydb.mytable;
INSERT INTO mydb.mytablenew SELECT * FROM mydb.mytable;
ALTER TABLE mydb.mytable RENAME mydb.mytablezap;
ALTER TABLE mydb.mytablenew RENAME mydb.mytable;
DROP TABLE mydb.mytablezap;

4. 減少磁碟寫入操作

4.1 使用足夠大的寫入快取 innodb_log_file_size

但是需要注意如果用 1G 的 innodb_log_file_size ，假如伺服器當機，需要 10 分鐘來恢復。

推薦 innodb_log_file_size 設定為 0.25 * innodb_buffer_pool_size

4.2 innodb_flush_log_at_trx_commit

這個選項和寫磁碟操作密切相關：

innodb_flush_log_at_trx_commit = 1 則每次修改寫入磁碟
innodb_flush_log_at_trx_commit = 0/2 每秒寫入磁碟

如果你的應用不涉及很高的安全性 (金融系統)，或者基礎架構足夠安全，或者 事務都很小，都可以用 0 或者 2 來降低磁碟操作。

4.3 避免雙寫入緩衝

innodb_flush_method=O_DIRECT

5. 提高磁碟讀寫速度

RAID0 尤其是在使用 EC2 這種虛擬磁碟 (EBS) 的時候，使用軟 RAID0 非常重要。

6. 充分使用索引

6.1 檢視現有表結構和索引

SHOW CREATE TABLE db1.tb1/G

6.2 新增必要的索引

索引是提高查詢速度的唯一方法，比如搜尋引擎用的倒排索引是一樣的原理。

索引的新增需要根據查詢來確定，比如通過慢查詢日誌或者查詢日誌,或者通過 EXPLAIN 命令分析查詢。

ADD UNIQUE INDEX
ADD INDEX

6.2.1 比如，優化使用者驗證表：

新增索引

ALTER TABLE users ADD UNIQUE INDEX username_ndx (username);
ALTER TABLE users ADD UNIQUE INDEX username_password_ndx (username,password);

每次重啟伺服器進行資料預熱

echo “select username,password from users;” > /var/lib/mysql/upcache.sql

新增啟動指令碼到 my.cnf

[mysqld]
init-file=/var/lib/mysql/upcache.sql

6.2.2 使用自動加索引的框架或者自動拆分表結構的框架

比如，Rails 這樣的框架，會自動新增索引，Drupal 這樣的框架會自動拆分表結構。會在你開發的初期指明正確的方向。所以，經驗不太豐富的人一開始就追求從 0 開始構建，實際是不好的做法。

7. 分析查詢日誌和慢查詢日誌

記錄所有查詢，這在用 ORM 系統或者生成查詢語句的系統很有用。

log=/var/log/mysql.log

注意不要在生產環境用，否則會佔滿你的磁碟空間。

記錄執行時間超過 1 秒的查詢：

long_query_time=1
log-slow-queries=/var/log/mysql/log-slow-queries.log

8. 激進的方法，使用記憶體磁碟

現在基礎設施的可靠性已經非常高了，比如 EC2 幾乎不用擔心伺服器硬體當機。而且記憶體實在是便宜，很容易買到幾十G記憶體的伺服器，可以用記憶體磁碟，定期備份到磁碟。

將 MYSQL 目錄遷移到 4G 的記憶體磁碟

mkdir -p /mnt/ramdisk
sudo mount -t tmpfs -o size=4000M tmpfs /mnt/ramdisk/
mv /var/lib/mysql /mnt/ramdisk/mysql
ln -s /tmp/ramdisk/mysql /var/lib/mysql
chown mysql:mysql mysql

9. 用 NOSQL 的方式使用 MYSQL

B-TREE 仍然是最高效的索引之一，所有 MYSQL 仍然不會過時。

用 HandlerSocket 跳過 MYSQL 的 SQL 解析層，MYSQL 就真正變成了 NOSQL。

10. 其他

• 單條查詢最後增加 LIMIT 1，停止全表掃描。
• 將非”索引”資料分離，比如將大篇文章分離儲存，不影響其他自動查詢。
• 不用 MYSQL 內建的函式，因為內建函式不會建立查詢快取。
• PHP 的建立連線速度非常快，所有可以不用連線池，否則可能會造成超過連線數。當然不用連線池 PHP 程式也可能將
• 連線數佔滿比如用了 @ignore_user_abort(TRUE);
• 使用 IP 而不是域名做資料庫路徑，避免 DNS 解析問題

11. 結束

你會發現優化後，資料庫的效能提高几倍到幾百倍。所以 MYSQL 基本還是可以適用大部分場景的應用的。優化現有系統的成本比系統重構或者遷移到 NOSQL 低很多。