1、应用优化：
1.1、使用连接池：
对于访问数据库来说，建立连接的代价是比较昂贵的，因为我们频繁的创建关闭连接，是比较耗费资源的，我们有必要建立数据库连接池，以提高访问的性能。
1.2、减少对MYSQL的访问
1.2.1、避免对数据进行重复操作：
在编写应用代码时，需要能够理清对数据库的访问逻辑。能够一次连接就获取到结果的，就不用两次连接，这样可以大大减少对数据库无用的重复请求。
1.2.1、增加cache层：
在应用中，我们可以在应用上增加缓存层来达到减轻数据库负担的目的，缓存层有多种，也有很多实现方式，只要能达到降低数据库的负担，又能满足应用于需求就可以。
因此可以部分数据从数据库中抽取出来放到应用端以文本方式存储，或者使用框架(Mybatis,Hivernate)提供的一级缓存/二级缓存，或者使用redis数据库来缓存数据。
1.3、负载均衡：
负载均衡是应用中非常普通的一种优化方法，它的机制就是利用某种均衡算法，将固定的负载量分布到不同的服务器上，以此来降低单台服务器的负载，达到优化的效果。
1.3.1、使用mysql复制分流查询
通过mysql的主从复制，实现读写分离，使增删改操作走主节点，查询操作走从节点，从而可以降低单台服务器的读写压力。
1.3.2、分布式数据库架构
分布式数据库架构适合大数据量、负载高的情况，它有情况的拓展性和高可用性。通过在多台服务器之间分布数据，可以实现在多台服务器之间的负载均衡，提高访问效率。
2、查询缓存优化：
2.1、概述：
开启mysql的查询缓存，当执行完全相同的SQL语句的时候，服务器就会直接从缓存中读取结果，当数据被修改，之前的缓存失效，修改比较频繁的表不适合做查询缓存。
2.2、操作流程
2.3、查询缓存配置
1、查看当前的mysql数据库是否支持查询缓存
2、查看当前的mysql是否开启了查询缓存
3、查看查询缓存的占用大小
4、查看查询缓存的状态变量
Qcache_free_blocks 可用的内存块个数
Qcache_free_memory 可用的内存空间
Qcache_hits 查询缓存的命中次数（统计的是查询缓存的次数，数据库搜索引擎查询的不算）
Qcache_insert 添加查询缓存的次数
Qcache_lowmem_pruncs 当内存空间不足，将数据移除缓存的次数
Qcache_not_cached 未走缓存次数
2.4、开启缓存
mysq查询缓存默认是关闭的，需要手动配置参数query_cache_type，来开启查询缓存，
query_cache_type该参数的可取值有三个：
OFF或0 查询缓存功能关闭
ON或1 查询缓存功能打开，SELECT的结果符合缓存条件即会缓存，否则，不予缓存，显示指定SQL_NO_CACHE，不予缓存
DEMAND或2 查询缓存功能按需进行，显示指定SQL_CACHE的SELECT语句才会缓存；其它均不予缓存
在/etc/my.cnf配置中，增加以下配置：
query_cache_type=1
配置完毕之后，重启服务器既可生效：
然后就可以在命令行执行SQL语句进行验证，执行一条比较耗时的SQL语句，然后再多执行几次，查看执行时间表，查询缓存的缓存命中数，来判定是否走查询缓存。
2.5、查询缓存SELECT选项
可以在SELECT语句中指定两个与查询缓存相关的选项：
SQL_CACHE：如果查询结果是可缓存的，并且query_cache_type系统变量的值为ON或DEMAND，则缓存查询结果。
SQL_NO_CACHE：服务器不使用查询缓存。它既不检查查询缓存，也不检查结果是否已缓存，也不缓存查询结果。
2.6、查询缓存失效的情况：
1）SQL语句不一致的情况，要想命中查询缓存，查询的SQL语句必须一致。
1、查询语句不一致时，不会使用缓存。
2）当查询语句中有一些不确定的时候，则不会缓存，如：now()，current_date()，curdate()。
3）不使用任何表查询语句。
4）查询mysql，information_schema或performance_schema数据库中的表时，不会走查询缓存。
5）在存储的函数，触发器或事件的主体内执行的查询。
6）如果表更改，则使用该表的所有高速缓存查询都将变为无效并从高速缓存中删除。这包括使用MEGRE映射到已更改表的表查询。一个表可以被许多类型的语句，如：被改变INSERT，UPDATE，DELETE，TRUNCATE TABLE，ALTER TABLE，DROP TABLE，或DROP DATABASE。
3、内存管理优化
3.1、内存优化原则
1）将尽量多的内存分配给mysql做缓存，但要给操作系统和其它程序预留足够内存。
2）myisam存储引擎的数据文件读取依赖于操作系统自身的IO缓存，因此，如果有myisam表，就要预留更多 的内存在给操作系统做IO缓存。
3）排序区、连接区等缓存是分配给每个数据库会话（session）专用的，其默认值的设置是根据最大连接数合理分配，如果设置太大，不但浪费资源，而且在并发连接较高时会导致物理内存耗尽。
3.2、myisam内在优化
myisam存储引擎使用key_buffer缓存索引块，加速myisam索引的读写速度，对于myisam表的数据块，mysql没有特别的缓存机制，完全依赖于操作系统的IO缓存。
查看索引块缓存区的大小
key_buffer_size 决定myisam索引块缓存区的大小，直接影响到myisam表的存取效率。可以在mysql参数文件中设置key_buffer_size的值，对于一般myisam数据库，建议至少将1/4可用内存分配给key_buffer_size。
在/etc/my.cnf中做如下配置：
key_buffer_size=512M
read_buffer_size 如果需要经常顺序扫描myisam表，可以通过增大read_buffer_size的值来改善性能。但需要注意的是read_buffer_size是每个session独占的，如果默认值太大，就会造成内在浪费。
read_rnd_buffer_size 对于需要做排序的myisam表的查询，如带有order by子句的sql，适当增加read_rnd_buffer_size的值，可以改善此类的SQL性能。但需要注意的是read_rnd_buffer_size是每个session独占的，如果默认值设置太大，就会造成内存浪费。
3.3、innodb内存优化
innodb用一块内存区做IO缓存池，该缓存池不仅用来缓存innodb的索引块，而且也用来缓存innodb的数据块。
innodb_buffer_pool_size 该变量决定了innodb存储引擎表数据和索引数据的最大缓存区大小。在保证操作系统及其它程序有足够内存可用的情况下，innodb_buffer_pool_size的值越大，缓存命中率越高，访问innodb表需要的磁盘I/O就越少，性能也就越高。
innodb_buffer_pool_size=512M
日志缓存大小
innodb_log_buffer_size 决定了innodb重做日志缓存的大小，对于可能产生大量更新记录的大事务，增加innodb_log_buffer_size的大小，可以避免innodb在事务提交前就执行不必要的日志写入磁盘操作。
4、并发参数调整
从实现上来说，mysql server是多线程结构，包括后台线程和客户服务线程。多线程可以有效利用服务器资源，提高数据库的并发性能。在mysql中，控制并发连接和线程的主要参数包括max_connections、back_log、thread_cache_size、table_open_cache。
4.1、max_connections
采用max_connections控制允许连接到mysql数据库的最大数量，默认值是151，如果状态变量connection_error_max_connections不为零，并且一直增长，则说明不断有连接请求因数据库连接数已达到允许最大值而失败，这是可以考虑增大max_connections的值。
mysql最大可支持的连接数，取决于很多因素，包括给定的操作系统平台的线程库的质量、内存大小、每个连接的负荷、CPU的处理速度、期望的响应时间等。在linux平台下，性能好的服务器，支持500-1000个连接不是难事，需要根据服务器性能进行评估设定。
默认值151
4.2、back_log
back_log参数控制mysql监听TCP端口时设置的积压请求栈大小。如果mysql的连接数达到max_connections时，新来的请求将会被存在堆栈中，以等待某一连接释放资源，该堆栈的数量即back_log，如果等待连接的数量超过back_log，将不被授予连接资源，将会报错。5.6.6版本之前默认值50，之后的版本默认为50+(max_connections/5)，但最大不超过900。
如果需要数据库在较短的时间内处理大量连接请求，可以考虑适当增大back_log的值。
4.3、table_open_cache
针对所有客户端
该参数用来控制所有SQL语句执行线程可打开表缓存的数量，而在执行SQL语句时，每一个SQL执行线程至少要打开1个表缓存。。该参数的值应该根据设置的最大连接数max_connections以及每个连接执行关联查询中涉及的表的最大数量来设定：
默认值：2000
4.4、thread_cache_size
为了加快连接数据库的速度，mysql会缓存一定数量的客户服务线程以备用，通过参数thread_cache_size可控制mysql缓存服务线程的数量。
默认值：9
4.5、innodb_lock_wait_timeout
该参数是用来设置innodb事务等待行锁的时间，默认值是50ms，可以根据需要进行动态设置。对于需要快速反馈的业务系统来说，可以将行锁的等待时间调小，以避免事务长时间挂起；对于后台运行的批量处理程序来说，可以将行锁的等待时间调大，以避免发生大的回滚操作。
默认值：50ms
5、锁的问题
5.1、概述
锁是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制。
在数据库中，除传统的计算资源(如CPU、ARM、I/O等)的争用以外，数据也是一种供许多用户共享的资源。如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所有数据库必须解决的一个问题，锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。从这个角度来说，锁对数据库而言显得尤其重要，也更加复杂。
5.2、分类
从对数据操作的粒度分：
1）表锁：操作时，会锁定整个表。
2）行锁：操作时，会锁定当前操作行。
从对数据操作的类型分:
1）读锁（共享锁）：针对同一份数据，多个读操作可以同时进行而不会互相影响。
2）写锁（排它锁）：当前操作没有完成之前，它会阻断其它写锁和读锁。
5.3、mysql锁
| 存储引擎 |
表级锁 |
行级锁 |
页面锁 |
| myisam |
支持 |
不支持 |
不支持 |
| innodb |
支持 |
支持 |
不支持 |
| memory |
支持 |
不支持 |
不支持 |
| bdb |
支持 |
不支持 |
支持 |
mysql这3种锁的特性可大致归纳如下：
表级锁 偏向myisam存储引擎，开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低。
行级锁 偏向innodb存储引擎，开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度也最高。
页面锁 开销和加锁时间界于表锁和行锁之间；会出现死锁；锁定粒度界于表锁和行锁之间，并发度一般。
从上述特点可见，很难笼统地说哪种锁更好，只能就具体应用的特点来说哪种锁更合适！仅从锁的角度来说：表级锁更适合于以查询为主，只有少量按索引条件更新数据的应用，如web应用；而行级锁更适合于有大量按索引条件并发更新少量不同数据，同时又有并查询的应用，如一些在线事务处理（OLTP）系统。
5.4、myisam锁
myisam存储引擎只支持表锁，这也是mysql开始几个版本中唯一支持的锁类型
5.4.1、如果加表锁
自动加
myisam在执行查询语句(SELECT)前，会自动给涉及的所有表加读锁，在执行更新操作（UPDATE、DELETE、INSERT等）前，会自动给涉及的表加写锁，这个过程并不需要用户干预，因此，用户一般不需要直接用LOCK TABLE命令给myisam表显示加锁。
手动加
加读锁：lock table table_name read;
加写锁：lock table table_name write;
读锁：（不会阻碍其它线程的读操作，但会阻碍其它线程的写操作）
写锁：（释放锁之前，其它纯种操作一率禁止）
5.4.2、结论
锁模式的相互兼容性如表所示：
| |
NONE |
读锁 |
写锁 |
| 读锁 |
是 |
是 |
否 |
| 写锁 |
是 |
否 |
否 |
由上表可见：
1）对myisam表的读操作，不会阻塞其它用户对同一表的读请求，但会阻塞对同一表的写请求；
2）对myisam表的写操作，则会阻塞其它用户对同一表的读和写操作；
简而言之，就是读锁会阻塞写，但是不会阻塞读。而写锁，则既会阻塞读，又会阻塞写。
myisam只适合做读表的存储引擎
5.4.3、查看锁的争用情况
查看正在使用的锁（in_use）：
1：正使用，0：未使用
in_use：表当前被查询使用的次数，如果该数为零，则表是打开的，但是当前没有被使用。
name_locked：表名称是否被锁定，名称锁定用于取消表或对表进行重命名等操作。
解锁：
mysql>unlock tables;
查看表的锁定情况：
mysql> show status like 'Table_locks%';
table_locks_immediate：指的是能够立即获得表级锁的次数，每立即获取锁，值加1；
table_locks_waited：指的是不能立即获取表级锁而需要等待的次数，每等待一次，该值加入1，此值高说明存在着较为严重的表级锁争用情况。
5.5、innodb锁的问题
5.5.1、innodb行锁
行锁的特点：偏向innodb存储引擎，开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度也最高。
innodb与myisam的最大不同有两点：一是支持事务；二是采用了行级锁。
myisam默认是表锁，innodb默认是行锁。
事务具有以下4个特性，简称为事务ACID属性
| ACID属性 |
含义 |
| 原子性(atomicity) |
事务是一个原子操作单元，其对数据的修改，要么全部成功，要么全部失败 |
| 一致性(consistent) |
在事务开始和完成时，数据都必须保持一致状态。 |
| 隔离性(isolation) |
数据库系统提供一定的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行。 |
| 持久性(durable) |
事务完成之后，对于数据的修改是永久的。 |
并发事务处理带来的问题
| 问题 |
含义 |
| 丢失更新(lost update) |
当两个或多个事务选择同一行，最初的事务修改的值，会被后面的事务修改的值覆盖。 |
| 脏读(dirty reads) |
当一个事务正在访问数据，并且对数据进行了修改，而这种修改还没有提交到数据库中，这里，另外一个事务也访问这个数据，然后使用了这个数据。 |
| 不可重复读(non-repeatable reads) |
一个事务在读取某些数据后的某个时间，再次读取以前读过的数据，却发现和以前读出的数据不一致。 |
| 幻读(phantom reads) |
一个事务按照相同的查询条件重新读取以前查询过的数据，却发现其它事务插入了满足其查询条件的新数据。 |
| 隔离级别 |
丢失更新 |
脏读 |
不可重复读 |
幻读 |
| read uncommitted |
× |
√ |
√ |
√ |
| read committed |
× |
× |
√ |
√ |
| repeatable read(默认) |
× |
× |
× |
√ |
| serializable |
× |
× |
× |
× |
备注：√代表可能出现，×代表不会出现。
mysql的数据库的默认隔离级别为repeatable read，查看方式：
查看隔离级别：
mysql> show variables like 'tx_isolation';
5.5.3、无索引行锁升级为表锁
如果不通过索引条件检索数据，那么innodb将对表中的所有记录加锁，实际效果跟表锁一样。
5.5.4、间隙锁的危害
当我们用范围条件，而不是使用相等条件检索数据，并请求共享或排他锁时，innodb会给符合条件的已有数据进行加锁；对于键值在条件范围内但并不存在的记录，叫做“间隙（GAP）”，innodb也会对这个“间隙”加锁，这种锁机制就是所谓的间隙锁（Next-key锁）。
5.5.5、innodb行锁争用情况
查看innodb行锁：
mysql> show status like 'innodb_row_lock%';
5.5.6、总结
innodb存储引擎由于实现了行级锁定，虽然在锁定机制的实现方面带来了性能损耗可能比表锁会更高一些，但是在整体并发处理能力方面要远远由于myisam的表锁的。当系统并发最较高的时候，innodb的整体性能和myisam相比就会有比较明显的优势。
但是，innodb的行级同样也有其脆弱的一面，当我们使用不当的时候，可能会让innodb的整体性能表现不仅不能比myisam高，甚至可能会更差。
优化建议：
- 尽可能让所有数据检索都能通过索引来完成，避免无索引行锁升级为表锁。
- 合理设计索引，尽量缩小锁的范围
- 尽可能减少条件，及索引范围，避免间隙锁
- 尽量控制事务大小，减小锁定资源量和时间长度
- 尽可使用低级别事务隔离（但是需要业务层面满足要求）
