12 数据库优化之概述

使一个系统更快的最重要因素当然是基本设计。此外，还需要知道系统正做什么样的事情，以及瓶颈是什么。

最常见的系统瓶颈是：

• 磁盘搜索。需要花时间从磁盘上找到一个数据，用在现代磁盘的平均时间通常小于10ms，因此理论上我们能够每秒大约搜索1000次。这个时间在新磁盘上提高不大并且很难为一个表进行优化。优化它的方法是将数据分布在多个磁盘上。
• 磁盘读/写。当磁盘放入正确位置后，我们需要从中读取数据。对于现代的磁盘，一个磁盘至少传输10-20Mb/s的吞吐。这比搜索要容易优化，因为你能从多个磁盘并行地读。
• CPU周期。我们将数据读入内存后，需要对它进行处理以获得我们需要的结果。表相对于内存较小是最常见的限制因素。但是对于小表，速度通常不成问题。

•      内存带宽。当CPU需要的数据超出CPU缓存时，主缓存带宽就成为内存的一个瓶颈。这在大多数系统正是一个不常见的瓶颈但是你应该知道它。
  

MySQL设计局限与折衷

当使用MyISAM存储引擎时，MySQL使用极快速的表锁定，以便允许多次读或一次写。使用该存储引擎的最大问题出现在同一个表中进行混合稳定数据流更新与慢速选择。如果这只是某些表的问题，你可以使用另一个存储引擎(存储引擎以后会详细介绍)。

MySQL可以使用事务表和非事务表。为了更容易地让非事务表顺利工作(如果出现问题不能回滚)，MySQL采用下述规则。请注意这些规则只适用于不运行在严格模式下或为INSERT或UPDATE使用IGNORE规定程序时。

• 所有列有默认值。请注意当运行在严格SQL模式(包括TRADITIONAL SQL模式)时，必须为NOT NULL列指定默认值。

•     如果向列内插入不合适的或超出范围的值，MySQL将该列设定为“最好的可能的值”，而不是报告错误。对于数字值，为0、可能的最小值或最大值。对于字符串，为空字符串或列内可以保存的字符串。请注意当运行在严格模式或TRADITIONAL SQL模式时该行为不 适用。
  

•      所有表达式的计算结果返回一个表示错误状况的信号。例如，1/0返回NULL。(使用ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO SQL模式可以更改该行为)。
  

如果正使用非事务表，不应该使用MySQL来检查列的内容。一般情况，最安全的(通常是最快的)方法径是让应用程序确保只向数据库传递合法值。

为可移植性设计应用程序

因为不同SQL服务器实现了标准SQL的不同部分，需要花功夫来编写可移植的SQL应用程序。对很简单的选择/插入，很容易实现移植，但是需要的功能越多则越困难。如果想要应用程序对很多数据库系统都快，它变得更难！

为了使一个复杂应用程序可移植，你需要选择它应该工作的SQL服务器，并确定这些服务器支持什么特性。

所有数据库都有一些弱点。这就是它们不同的设计折衷导致的不同行为。

可以使用MySQL的crash-me程序来找出能用于数据库服务器选择的函数、类型和限制。crash-me并不能找出所有的特性，但是其广度仍然很合理，可以进行大约450个测试。

crash-me可以提供的一种类型的信息的例子：如果想要使用Informix或DB2，不应该使用超过18个字符的列名。

crash-me程序和MySQL基准程序是独立于数据库的。通过观察它们是如何编写的，编可以知道必须为编写独立于数据库的应用程序做什么。基准本身可在MySQL源码分发的“sql-bench”目录下找到。它们用DBI数据库接口以Perl写成。使用DBI本身即可以解决部分移植性问题，因为它提供与数据库无关的的存取方法。

关于crash-me结果，访问http://dev.mysql.com/tech-resources/crash-me.php。到http://dev.mysql.com/tech-resources/benchmarks/看这个基准的结果。

如果你为数据库的独立性而努力，需要很好地了解每个SQL服务器的瓶颈。例如，MySQL在检索和更新MyISAM表记录方面很快，但是在同一个表上混合慢速读者和写者方面有一个问题。另一方面，当你试图访问最近更新了(直到它们被刷新到磁盘上)的行时，在Oracle中有一个很大的问题。事务数据库总的来说在从记录文件表中生成总结表方面不是很好，因为在这种情况下，行锁定几乎没有用。

如果你为数据库的独立性而努力，需要很好地了解每个SQL服务器的瓶颈。例如，MySQL在检索和更新MyISAM表记录方面很快，但是在同一个表上混合慢速读者和写者方面有一个问题。另一方面，当你试图访问最近更新了(直到它们被刷新到磁盘上)的行时，在Oracle中有一个很大的问题。事务数据库总的来说在从记录文件表中生成总结表方面不是很好，因为在这种情况下，行锁定几乎没有用。

为了使应用程序“确实”独立于数据库，需要定义一个容易扩展的接口，用它可操纵数据。因为C++在大多数系统上可以适用，使用数据库的一个C++ 类接口是有意义的。

如果你使用某个数据库特定的功能(例如MySQL专用的REPLACE语句)，应该为SQL服务器编码一个方法以实现同样的功能。尽管慢些，但确允许其它服务器执行同样的任务。

用MySQL，可以使用/! /语法把MySQL特定的关键词加到查询中。在//中的代码将被其它大多数SQL服务器视为注释(并被忽略)。

如果高性能真的比准确性更重要，就像在一些web应用程序那样，一种可行的方法是创建一个应用层，缓存所有的结果以便得到更高的性能。通过只是让旧的结果在短时间后‘过期’，能保持缓存合理地刷新。这在极高负载的情况下是相当不错的，在此情况下，能动态地增加缓存并且设定较高的过期时限直到一切恢复正常。

在这种情况下，表创建信息应该包含缓存初始大小和表刷新频率等信息。

实施应用程序缓存的一种方法是使用MySQL查询缓存。启用查询缓存后，服务器可以确定是否可以重新使用查询结果。这样简化了你的应用程序。