MySQL 億級資料資料庫最佳化方案測試-銀行交易流水記錄的查詢

-- 建立一張 現金流量表

DROP TABLE IF EXISTS `yun_cashflow`;

CREATE TABLE `yun_cashflow` (

  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,

  `userid` int(11) DEFAULT NULL,

  `type` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '1、入賬，2提現',

  `operatoruserid` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '操作員ID',

  `withdrawdepositid` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '提現ID',

  `money` double DEFAULT NULL COMMENT '錢數',

  `runid` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '工單ID',

  `createtime` timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,

  PRIMARY KEY (`id`)

) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=63 DEFAULT CHARSET=utf8;

然後開始造1個億的資料進去。

-- 迴圈插入

drop PROCEDURE test_insert;

DELIMITER;;
CREATE PROCEDURE test_insert()
begin 
declare num int; 
set num=0;
        while num < 10000 do
            insert into yun_cashflow(userid,type,operatoruserid,withdrawdepositid,money) values(FLOOR(7 + (RAND() * 6))+FLOOR(22 + (RAND() * 9)),1,FLOOR(97 + (RAND() 
* 6))+FLOOR(2 + (RAND() * 9)),FLOOR(17 + (RAND() * 6))+FLOOR(2 + (RAND() * 9)),FLOOR(5 + (RAND() * 6))+FLOOR(2 + (RAND() * 9)));
            set num=num+1;
        end while;
  END;;

call test_insert();

坑一：

這個儲存過程建立好了之後，發現插入資料特別的慢，一天一晚上也插入不到100萬條資料，平均每秒40~60條資料，中間我停過幾次，以為是隨機函式的問題，都變成常數，但效果一樣，還是很慢，當時讓我對這個MySQL資料庫感覺到悲觀，畢竟Oracle用慣了，那插速是真的很快，不過功夫不負有心人，原來可以用另外一種寫法造資料，速度很快，上程式碼。

INSERT INTO example
(example_id, name, value, other_value)
VALUES
(100, 'Name 1', 'Value 1', 'Other 1'),
(101, 'Name 2', 'Value 2', 'Other 2'),
(102, 'Name 3', 'Value 3', 'Other 3'),
(103, 'Name 4', 'Value 4', 'Other 4');

就是在迴圈裡，用這種格式造很多資料，VALUES後面以,隔開，然後把資料寫上去，我用Excel造了1萬條資料，按照語句格式貼上了出來，就變成每迴圈一次，就1萬條資料，這樣沒多久1億資料就造好了。

select count(*) from yun_cashflow

我還比較好奇，8個欄位1億條資料，到底佔了多大的地方,透過以下語句找到資料的路徑。

show global variables like "%datadir%";

透過檢視檔案，是7.78GB，看來如果欄位不是很多，資料量大的話，其實不是什麼問題，這其實作為架構師來講，在估算機器配置硬碟冗餘的時候，這是最簡單直接粗暴的換算思路。
行了，表建完了，各種實驗開始

首先，啥條件不加看看咋樣。

呵呵了，Out of memory，看來這個查詢是真往記憶體裡整，記憶體整冒煙了，看來7.8G的資料是往記憶體裡放，我記憶體沒那麼大導致的。

資金流水一般會按照時間進行查詢，看看這速度到底怎樣。

select * from yun_cashflow  where createtime between '2018-10-23 09:06:58' and '2018-10-23 09:06:59'

我去，腦補一下，當你拿這支付寶查歷史資金明細的時候，56條資訊，103.489秒，也就是將近2分鐘的查詢速度，你會是怎樣的體驗。哦 哦，不對，這個還沒加用條件，那下面單獨試試某個使用者不限時間範圍的條件是怎樣的。

select count(*) from yun_cashflow where userid=21

也是將近1分半的速度，那在試試金額的條件。

select count(*) from yun_cashflow where money<62 and userid=32

同樣都是將近一分半的時間。
那把兩個條件做下級聯，看看效果會是怎樣。
一樣，也是將近1分半的時間。

小總結一：在不加索引的情況下，無論單獨，還是聯合條件查詢，結果都是1分多鐘不到2分鐘。

好吧，那就加上索引試試，看看到底會有啥樣奇蹟發生。
給使用者加索引

ALTER TABLE yun_cashflow ADD INDEX index_userid (userid)

`
給金額加索引

ALTER TABLE yun_cashflow ADD INDEX index_money (money)

給時間加索引

ALTER TABLE yun_cashflow ADD INDEX index_createtime (createtime)

小總結二： 建立索引的時間平均在1400秒左右，大概在23分鐘左右。
索引都建立完了，在開始以前的條件查詢，看看效果。

1、時間範圍查詢

select * from yun_cashflow  where createtime between '2018-10-23 09:06:58' and '2018-10-23 09:06:59'

2、使用者查詢與錢的聯合查詢

3、使用者查詢與錢與時間三個條件的聯合查詢

select * from yun_cashflow where money<62 and userid=32 and  createtime between '2018-10-22 09:06:58' and '2018-10-23 09:06:59'

小總結三：建立完索引後，這種級聯性質的查詢，速度基本都很快，資料量不大的情況下，基本不會超過一秒。

由於時間的範圍返回是56條資料，資料量比較小，所以速度快可能與這個有關，那實驗下條件多的資料效果會是什麼樣。
先試試加完索引, 金額條件的效果。
2千5百萬的資料，返回時間為11.460秒。
加一個使用者數量比較多的條件 UserID=21
返回1000多萬的資料，用了6秒
在找一個使用者數量比較少的userid=34
返回4000多條，用不到1秒。

小總結四：條件返回的資料統計量越多，速度就越慢，超過1000萬就慢的離譜，1秒左右就是100萬的量才行。

那。。。。。。。。。。。。我們們程式猿都知道，我們在做資料的時候，都要用到分頁。分頁一般會用到LIMIT,比如每頁10行，第二頁就是LIMIT 10,10，得試試在分頁的時候，哪些頁的情況下，會是什麼樣的效果呢?

• limit在1千時候速度

• limit在1百萬時候速度

• limit在1千萬時候速度

小總結五：LIMIT 引數1，引數2  在隨著引數1（開始索引）增大時候，這個速度就會越來越慢，如果要求1秒左右返回時候的速度是100萬資料，在多在大就慢了，也就是，如果10條一頁，當你到第10萬頁之後，就會越來越慢。如果到30萬頁之後，可能就會到不到一般系統的3秒要求了。

資料庫都建上索引了，那我插資料速度有沒有影響呢，那試試
也就是說100條資料插了將近5秒，平均每秒插20條。

小總結六：也就是說，按照這樣的速度插入，併發量一但大的情況下，操作起來會很慢。所以在有索引的條件下插入資料，要麼索引失效，要麼插入會特別慢。
分庫分表的思維，一個大表返回那麼多資料慢，那我把它變成若干張表，然後每張表count(*)後，我統計累加一下，一合計，就是所有資料的查詢結果的條數，然後就是到第多少頁，我先算一下這頁在哪個庫，哪張表，在從那張表讀不就完了。透過之前 的總結，100萬資料返回為1秒，所以就一張表裡放100萬個資料，1億的資料就100張表。

BEGIN 
        DECLARE `@i` int(11);    
        DECLARE `@createSql` VARCHAR(2560); 
        DECLARE `@createIndexSql1` VARCHAR(2560);    
        DECLARE `@createIndexSql2` VARCHAR(2560);
        DECLARE `@createIndexSql3` VARCHAR(2560);
        set `@i`=0; 
        WHILE  `@i`< 100 DO                
                            SET @createSql = CONCAT('CREATE TABLE IF NOT EXISTS yun_cashflow_',`@i`,'(
`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
                                `userid` int(11) DEFAULT NULL,
                                `type` int(11) DEFAULT NULL  ,
                                `operatoruserid` int(11) DEFAULT NULL  ,
                                `withdrawdepositid` bigint(20) DEFAULT NULL  ,
                                `money` double DEFAULT NULL  ,
                                `runid` bigint(20) DEFAULT NULL  ,
                                `createtime` timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
                                PRIMARY KEY (`id`)
                                )'
                            ); 
                            prepare stmt from @createSql; 
                            execute stmt;          

-- 建立索引

      set @createIndexSql1  = CONCAT('create index `t_money` on yun_cashflow_',`@i`,'(`money`);');
                            prepare stmt1 from @createIndexSql1; 
                            execute stmt1; 
                            set @createIndexSql2  = CONCAT('create index `t_userid` on yun_cashflow_',`@i`,'(`userid`);');
                            prepare stmt2 from @createIndexSql2; 
                            execute stmt2; 
SET `@i`= `@i`+1; 
            END WHILE;
END

表建完了，庫裡的效果是醬樣的。

是不是很酷，這表分的，絕了，滿庫全是表。那還得往每張表裡整100萬的資料。這部分程式碼就不寫了，可以參考前面的改，相信能把文章看到這的都是懂行的人，也是對這方面有一腚追求的人。

坑二：我高估了我的計算機的平行計算能力，當我啟用100個執行緒同時玩我自己電腦的資料庫連線的時候，到後期給我反饋的結果是這樣的。

說白了，連線滿了，超時，資料庫都不給我返回值了，所以這種實驗，不找100臺機器，也別可一臺機器去霍霍，因為如果能快，那個1個億的大表，返回的也不會慢。這時候拼的就是計算能力了,都在一臺機器上去做實驗，會讓你懷疑人生的。

那咋辦， 這地方我就假裝返回都是1000毫秒，也就1秒，然後每個執行緒都在1秒的時候都給我返回值，這個值我寫死，可以看看多執行緒分散式統計count的效果。

最後總體耗時，就是最後那個返回時間最長的執行緒返回的時間，所以理論上100個執行緒同時啟動，應該在1秒完成，但執行緒這玩意有快有慢，所以1秒多一點，也是可以接受的。如果碰上都是機器效能好的時候，所有資料庫返回都在1秒以內，那麼也就是1秒了。

這個多執行緒程式設計可以試試類似Java的countDownLatch/AKKA 將非同步多執行緒結果同步返回。

最後是在資料庫資料量比較大的時候，透過MySQL以上的特性，進行不同場景應用的思考。

場景：銀行交易流水記錄的查詢

1. 根據小總結六的特性，操作表和歷史查詢表一定要時間可以分開，由於帶索引的歷史表，插入會很慢，所以要插入到操作表內，操作表和歷史表的欄位是一樣的。

2. 根據小總結二特性，然後固定某個時間點，比如半夜12點，或者固定日期，或者選擇非交易查詢活躍的時間，把操作表裡的資料往歷史表裡插一下，由於重建索引也用不了太久，一樣半個小時左右。讓兩種表並存。還有另外一種策略，由於流水主要以時間做為排序物件，可以按照時間順序，也就是ID自增長的順序進行分庫分表，就像試驗的那樣，100萬左右條資料一張表，另外在做一張時間範圍的索引表，如下：

CreateTimeIndexTable
ID  TableName   CreateTimeStart CreateTimeEnd
1   yun_cashflow_1  2018-10-22 09:06:58 2018-10-26 09:06:58
2   yun_cashflow_2  2018-10-26 09:06:58 2018-10-29 09:06:58
3   yun_cashflow_3  2018-11-12 09:06:58 2018-11-22 09:06:58
4   yun_cashflow_4  2018-11-22 09:06:58 2018-11-26 09:06:58

當遇見這樣語句需求的時候：

select * from yun_cashflow where money<62 and userid=32 and  createtime between '2018-10-27 09:06:58' and '2018-10-28 09:06:59'

1)、就改寫成這樣的順序

select TableName from CreateTimeIndexTable where CreateTimeStart>  '2018-10-27 09:06:58' and CreateTimeEnd < '2018-10-28 09:06:59'

2)、當得到TableName的時候，結果是yun_cashflow_2，在進行語句的查詢

select * from yun_cashflow_2 where money<62 and userid=32 and  createtime between '2018-10-27 09:06:58' and '2018-10-28 09:06:59'

這樣，兩遍就可以查詢到結果。
不過也有可能查詢的結果是多個，比如

select TableName from CreateTimeIndexTable where CreateTimeStart>  '2018-10-27 09:06:58' and CreateTimeEnd < '2018-11-13 09:06:59'

yun_cashflow_2，和yun_cashflow_3，這個時候，就需要把兩個表的結果都查詢出來，進行merge。相信程式設計師們對兩個表的結果集合並邏輯都不是什麼難事，這地方不多解釋。

這樣做的好處，主要是每次重建索引的時候，就不用整個1個億的大表進行重建，而是隻重建最近的1百萬的那張分出來的表，速度會很快的。

1. 根據小總結一和小總結三的特性，把關鍵的欄位加上索引，使用者，時間，這樣保證查詢的速度。

2. 根據小總結四的特性，儘量限制查詢結果的數量範圍，比如，單個人查自己的交易明細，可以限制範圍，比如查詢時間範圍不超過三個月，或半年，或一年。