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MySQL 的 20+ 條最佳實踐

數據庫操作是當今 Web 應用程序中的主要瓶頸。不僅是 DBA（數據庫管理員）需要為各種性能問題操心，程序員為做出準確的結構化表，優化查詢性能和編寫更優代碼，也要費盡心思。在本文中，我列出了一些針對程序員的 MySQL 優化技術。
在我們開始學習之前，我補充一點：你可以在 Envato Market 上找到大量的 MySQL 腳本和實用程序。

1.優化查詢的查詢緩存

大部分MySQL服務器都有查詢緩存功能。這是提高性能的最有效的方法之一，這是由數據庫引擎私下處理的。當同一個查詢被多次執行，結果會直接從緩存里提取，這樣速度就很快。

主要的問題是，這對程序員來說太簡單了，不容易看到，我們很多人都容易忽略。我們實際上是可以組織查詢緩存執行任務的。

// query cache does NOT work
$r = mysql_query("SELECT username FROM user WHERE signup_date >= CURDATE()");

// query cache works!
$today = date("Y-m-d");
$r = mysql_query("SELECT username FROM user WHERE signup_date >= '$today'");

查詢緩存在第一行不執行的原因在于CURDTE()功能的使用。這適用于所有的非確定性功能，就像NOW()和RAND()等等。。。因為功能返回的結果是可變的。MySQL決定禁用查詢器的查詢緩存。我們所需要做的是通過添加一額外一行PHP，在查詢前阻止它發生。

2. EXPLAIN你的選擇查詢

使用EXPLAIN關鍵詞可以幫助了解MySQL是怎樣運行你的查詢的。這有助于發現瓶頸和查詢或表結構的其它問題。

EXPLAIN的查詢結果會展示哪一個索引被使用過，表示怎樣掃描和儲存的，等等。。。

選擇一個SELECT查詢（一個有連接的復雜查詢會更好），在它的前面添加關鍵詞EXPLAIN，這樣就可以直接使用數據庫了。結果會以一個漂亮的表來展示。例如，就好比我執行連接時忘了添加一欄的索引：

現在它只會從表2里面掃描9和16行，而非掃描7883行。經驗法則是乘以所有“行”那一欄的數字，你的查詢性能會跟結果數字成比例的。

3. 獲取唯一行時使用LIMIT 1

有時當你查表時，你已經知道你正在查找的結果只有一行。你可能正在獲取唯一記錄，或者你可能只是查詢是否存在滿足你的WHERE子句條件的記錄。

在這種情況下，將LIMIT 1添加到查詢條件中可以提高性能。這樣，數據庫引擎將在找到剛剛第一個記錄之后停止掃描記錄，而不是遍歷整個表或索引。

// do I have any users from Alabama?

// what NOT to do:
$r = mysql_query("SELECT * FROM user WHERE state = 'Alabama'");
if (mysql_num_rows($r) > 0) {
  // ...
}
// much better:
$r = mysql_query("SELECT 1 FROM user WHERE state = 'Alabama' LIMIT 1");
if (mysql_num_rows($r) > 0) {
  // ...
}

4. 索引搜索字段

索引不僅僅是為了主鍵或唯一鍵。如果你會在你的表中按照任何列搜索，你就都應該索引它們。

正如你所看到的，這個規則也適用于如 "last_name LIKE 'a%'"的部分字符串搜索。當從字符串的開頭搜索時，MySQL就可以使用那一列的索引。

你也應該明白什么樣搜索可以不使用有規律的索引。例如，當搜索一個單詞時（例如，"WHERE post_content LIKE '%apple%'"），你將不會看到普通索引的好處。你最好使用 mysql 全文搜索或者構建你自己的索引解決方案。

5. 索引并對連接使用同樣的字段類型

如果你的應用程序包含許多連接查詢, 你需要確保連接的字段在兩張表上都建立了索引。這會影響MySQL如何內部優化連接操作。

此外,被連接的字段,需要使用同樣類型。例如, 如果你使用一個DECIMAL字段, 連接另一張表的INT字段, MySQL將無法使用至少一個索引。即使字符編碼也需要使用相同的字符類型。

// looking for companies in my state
$r = mysql_query("SELECT company_name FROM users
  LEFT JOIN companies ON (users.state = companies.state)
  WHERE users.id = $user_id");
 
// both state columns should be indexed
// and they both should be the same type and character encoding
// or MySQL might do full table scans

6. 不要ORDER BY RAND()

起初這是一個聽起來挺酷的技巧, 讓許多菜鳥程序員陷入了這個陷阱。但你可能不知道，一旦你開始在查詢中使用它，你創建了非常可怕的查詢瓶頸。

如果你真的需要對結果隨機排序, 這有一個更好的方法。補充一些額外代碼,你將可以防止當數據成指數級增長時造成的瓶頸。關鍵問題是，MySQL必須在排序之前對表中的每一行執行RAND()操作（這需要處理能力），并且僅僅給出一行。

// what NOT to do:
$r = mysql_query("SELECT username FROM user ORDER BY RAND() LIMIT 1");
 
 
// much better:
 
$r = mysql_query("SELECT count(*) FROM user");
$d = mysql_fetch_row($r);
$rand = mt_rand(0,$d[0] - 1);
 
$r = mysql_query("SELECT username FROM user LIMIT $rand, 1");

所以挑選一個小于結果數的隨機數，并將其用作LIMIT子句中的偏移量。

7. 避免使用SELECT *

從數據表中讀取的數據越多，查詢操作速度就越慢。它增加了磁盤操作所需的時間。此外，當數據庫服務器與Web服務器分開時，由于必須在服務器之間傳輸數據，將會有更長的網絡延遲。

這是一個好習慣：當你使用SELECT語句時總是指定你需要的列。

// not preferred
$r = mysql_query("SELECT * FROM user WHERE user_id = 1");
$d = mysql_fetch_assoc($r);
echo "Welcome {$d['username']}";
 
// better:
$r = mysql_query("SELECT username FROM user WHERE user_id = 1");
$d = mysql_fetch_assoc($r);
echo "Welcome {$d['username']}";
 
// the differences are more significant with bigger result sets

8. 幾乎總是有一個id字段

在每個以id列為PRIMARY KEY的數據表中，優先選擇AUTO_INCREMENT或者INT。也可以優選使用UNSIGNED，因為該值不能為負的。

即使你擁有一個具有唯一用戶名字段的用戶表，也不要將其作為主鍵。 VARCHAR字段作為主鍵（檢索）速度較慢。通過內部ID引用所有的用戶數據，你的代碼中將更加結構化。

有些后臺操作是由MySQL引擎本身完成的，它在內部使用主鍵字段。當數據庫設置越復雜（集群，分區等...），這就變得更加重要了。

這個規則的一個可能的例外是“關聯表”，用于兩個表之間的多對多類型的關聯。例如，“posts_tags”表中包含兩列：post_id，tag_id，用于保存表名為“post”和“tags”的兩個表之間的關系。這些表可以具有包含兩個id字段的PRIMARY鍵。

9. 相比VARCHAR優先使用ENUM

ENUM枚舉類型是非常快速和緊湊的。在內部它們像TINYINT一樣存儲，但它們可以包含和顯示字符串值。這使他們成為某些領域的完美候選。

如果有一個字段只包含幾種不同的值，請使用ENUM而不是VARCHAR。例如，它可以是名為“status”的列，并且只包含諸如“active”，“inactive”，“pending”，“expired”等的值...

關于如何重構你的數據表，甚至有一種方法是可以從MySQL本身得到“建議”。當你有一個VARCHAR字段，它實際上建議你將該列類型更改為ENUM。這通過調用PROCEDURE ANALYZE()來完成。

10. 使用PROCEDURE ANALYSE()獲取建議

PROCEDURE ANALYSE() 將使用MySQL分析列結構和表中的實際數據，為你提供一些建議。它只有在數據表中有實際數據時才有用，因為這在分析決策時很重要。

例如，如果你創建了一個INT類型的主鍵，但沒有太多行，MySQL則可能建議您改用MEDIUMINT。或者如果你使用VARCHAR字段，如果表里只有很少的取值，你可能會得到一個建議是將其轉換為ENUM。

你也可以在其中一個表視圖中單擊phpmyadmin中的“建議表結構”鏈接來執行此操作。

請記住，這些只是建議。如果你的數據表變得越來越大，他們甚至可能不是正確的建議。至于如何修改最終是你來決定。

11. 如果可以的話使用NOT NULL

除非你有非常重要的理由使用NULL值，否則你應該設置你的列為NOT NULL。

首先，問一下你自己在空字符串值和NULL值之間（對應INT字段：0 vs. NULL）是否有任何的不同.如果沒有理由一起使用這兩個，那么你就不需要一個NULL字段（你知道在Oracle中NULL和空字符串是一樣的嗎？）。

NULL列需要額外的空間，他們增加了你的比較語句的復雜度。如果可以的話盡量避免它們。當然，我理解一些人，他們也許有非常重要的理由使用NULL值，這不總是一件壞事。

摘自MySQL 文檔：

"NULL列在行記錄它們的值是否為NULL時需要額外的空間。例如MyISAM 表，每一個NULL列擁有額外的一個比特，聚集在最近的字節。"

12. 預處理語句

使用預處理語句有諸多好處，包括更高的性能和更好的安全性。

預處理語句默認情況下會過濾綁定到它的變量，這對于避免SQL注入攻擊極為有效。當然你也可以指定要過濾的變量。但這些方法更容易出現人為錯誤，也更容易被程序員遺忘。這在使用框架或 ORM 的時候會出現一些問題。

既然我們關注性能，那就應該說說這個方面的好處。當在應用中多次使用同一個查詢的時候，它的好處特別明顯。既然向同一個預備好的語句中傳入不同的參數值，MySQL 對這個語句也只會進行一次解析。

同時，最新版本的 MySQL 在傳輸預備好的語句時會采用二進制形式，這樣做的作用非常明顯，而且對減少網絡延遲很有幫助。

曾經有一段時間，許多程序員為了一個重要的原因則避免使用預處理語句。這個原因就是，它們不會被MySQL 緩存。不過在 5.1 版本的某個時候，查詢緩存也得到的支持。

想在 PHP 中使用預處理語句，你可以看看 mysqli 擴展或使用數據抽象層，如 PDO。

// create a prepared statement
if ($stmt = $mysqli->prepare("SELECT username FROM user WHERE state=?")) {
 
  // bind parameters
  $stmt->bind_param("s", $state);
 
  // execute
  $stmt->execute();
 
  // bind result variables
  $stmt->bind_result($username);
 
  // fetch value
  $stmt->fetch();
 
  printf("%s is from %s\n", $username, $state);
 
  $stmt->close();
}

13. 無緩沖查詢

通常當你從腳本執行一個查詢，在它可以繼續后面的任務之前將需要等待查詢執行完成。你可以使用無緩沖的查詢來改變這一情況。

在PHP 文檔中對 mysql_unbuffered_query() f函數有一個很好的解釋：

"mysql_unbuffered_query() 發送SQL查詢語句到MySQL不會像 mysql_query()那樣自動地取并緩沖結果行。這讓產生大量結果集的查詢節省了大量的內存，在第一行已經被取回時你就可以立即在結果集上繼續工作，而不用等到SQL查詢被執行完成。"

然而，它有一定的局限性。你必須在執行另一個查詢之前讀取所有的行或調用mysql_free_result() 。另外你不能在結果集上使用mysql_num_rows() 或 mysql_data_seek() 。

14. 使用 UNSIGNED INT 存儲IP地址

很多程序員沒有意識到可以使用整數類型的字段來存儲 IP 地址，所以一直使用 VARCHAR(15) 類型的字段。使用 INT 只需要 4 個字節的空間，而且字段長度固定。

必須確保列是 UNSINGED INT 類型，因為 IP 地址可能會用到 32 位無符號整型數據的每一個位。

在查詢中可以使用 INET_ATON() 來把一個IP轉換為整數，用 INET_NTOA() 來進行相反的操作。在 PHP 也有類似的函數，ip2long() 和 long2ip()。

$r = "UPDATE users SET ip = INET_ATON('{$_SERVER['REMOTE_ADDR']}') WHERE user_id = $user_id";

15. 固定長度（靜態）的表會更快

（譯者注：這里提到的表的長度，實際是指表頭的長度，即表中每條數據占用的空間大小，而不是指表的數據量）

如果表中所有列都是“固定長度”，那么這個表被認為是“靜態”或“固定長度”的。不固定的列類型包括 VARCHAR、TEXT、BLOB等。即使表中只包含一個這些類型的列，這個表就不再是固定長度的，MySQL 引擎會以不同的方式來處理它。

固定長度的表會提高性能，因為 MySQL 引擎在記錄中檢索的時候速度會更快。如果想讀取表中的某一地，它可以直接計算出這一行的位置。如果行的大小不固定，那就需要在主鍵中進行檢索。

它們也易于緩存，崩潰后容易重建。不過它們也會占用更多空間。例如，如果你把一個 VARCHAR(20) 的字符改為 CHAR(20) 類型，它會總是占用 20 個字節，不管里面存的是什么內容。

你可以使用“垂直分區”技術，將長度變化的列拆分到另一張表中。來看看：

16. 垂直分區

垂直分區是為了優化表結構而對其進行縱向拆分的行為。

示例 1: 你可能會有一張用戶表，包含家庭住址，而這個不是一個常用數據。這時候你可以選擇把表拆分開，將住址信息保存到另一個表中。這樣你的主用戶表就會更小。如你所知，表越小越快。

示例 2: 表中有一個 "last_login" 字段，用戶每次登錄網站都會更新這個字段，而每次更新都會導致這個表緩存的查詢數據被清空。這種情況下你可以將那個字段放到另一張表里，保持用戶表更新量最小。

不過你也需要確保不會經常聯合查詢分開后的兩張表，要不然你就得忍受由這帶來的性能下降。

17. 拆分大型DELETE或INSERT語句

如果你需要在網站上執行大型DELETE或INSERT查詢，則需要注意不要影響網絡流量。當執行大型語句時，它會鎖表并使你的Web應用程序停止。

Apache運行許多并行進程/線程。因此它執行腳本效率很高。所以服務器不期望打開過多的連接和進程，這很消耗資源，特別是內存。

如果你鎖表很長時間（如30秒或更長），在一個高流量的網站，會導致進程和查詢堆積，處理這些進程和查詢可能需要很長時間，最終甚至使你的網站崩潰。

如果你的維護腳本需要刪除大量的行，只需使用LIMIT子句，以避免阻塞。

while (1) {
  mysql_query("DELETE FROM logs WHERE log_date = '2009-10-01' LIMIT 10000");
  if (mysql_affected_rows() == 0) {
    // done deleting
    break;
  }
  // you can even pause a bit
  usleep(50000);
}

18. 越小的列越快

對于數據庫引擎來說，磁盤空間可能是最需要注意的瓶頸。對性能而言，“小”和“緊縮”有助于減少磁盤傳輸量。

MySQL 文檔中有一個列表，列舉了各種數據類型所需要的存儲空間。

如果數據表預計只會有少量的行，那就沒必要把主鍵定義為 INT 類型，可以用 MEDIUMINT、SMALLINT 甚至 TINYINT 來代替。（譯者注：對于日期數據，）如果不需要時間部分，就應該使用 DATE 而不是 DATETIME。

請確保留出合理的數據成長空間，不然就可能造成像Slashdot那樣的結果（譯者注：Slashdot 因為數據增長將評論表的主鍵改為了 INT 型，但沒有修改其父表中的相應的數據類型，雖然一個 ALTER 語句就可以解決問題，但是需要至少停止某些業務三個小時）。

19. 選擇正確的存儲引擎

MySQL 有兩個主要的存儲引擎：MyISAM 和 InnoDB，它們各有利弊。

MyISAM 適用于讀請求特別多的應用，但不適用于有大量寫請求的情況。甚至你只是要更新一行中的某個字段，都會造成整張表被鎖，然后直到這個查詢完成，其它進程都不能從這張表讀取數據。MyISAM 在計算 SELECT COUNT(*) 這種類型的查詢時速度非常快。

InnoDB 是一個復雜的存儲引擎，在多數小型應用中它比 MyISAM 慢。但是它支持行級鎖，有更好的尺度。它還支持一些高級特性，比如事務。

MyISAM 存儲引擎
InnoDB 存儲引擎

20. 使用對象關系映射器（ORM, Object Relational Mapper）

通過使用ORM（對象關系映射器），你可以獲得一定的性能提升。ORM可以完成的一切事情，手動編碼也可完成。但這可能意味著需要太多額外的工作，并且需要高水平的專業知識。

ORM以“延遲加載”著稱。這意味著它們僅在需要時獲取實際值。但是你需要小心處理他們，否則你可能最終創建了許多微型查詢，這會降低數據庫性能。

ORM還可以將多個查詢批處理到事務中，其操作速度比向數據庫發送單個查詢快得多。

目前我最喜歡的PHP-ORM是Doctrine。我寫了一篇關于如何安裝Doctrine與CodeIgniter的文章（install Doctrine with CodeIgniter）。

21. 小心使用持久連接

持久連接意味著減少重建連接到MySQL的成本。當持久連接被創建時，它將保持打開狀態直到腳本完成運行。因為Apache重用它的子進程，下一次進程運行一個新的腳本時，它將重用相同的MySQL連接。