MySQL之性能优化知识
数据库服务衡量指标：
Qps：query per second
Tps：transaction per second
常见 MySQL 压力测试工具
mysqlslap
Sysbench：功能强大，官网： https://github.com/akopytov/sysbench
tpcc-mysql
MySQL Benchmark Suite
MySQL super-smack
MyBench
mysqlslap
mysqlslap：来自于mysql或mariadb包，测试的过程默认生成一个mysqlslap的schema,生成测试表
t1，查询和插入测试数据，mysqlslap库自动生成，如果已经存在则先删除。用--only-print来打印实际
的测试过程，整个测试完成后不会在数据库中留下痕迹
常用参数 [options] 说明：
--auto-generate-sql, -a #自动生成测试表和数据，表示用mysqlslap工具自己生成的SQL脚本来测试
并发压力
--auto-generate-sql-load-type=type #测试语句的类型。代表要测试的环境是读操作还是写操作还是
两者混合的。取值包括：read，key，write，update和mixed(默认)
--auto-generate-sql-add-auto-increment #代表对生成的表自动添加auto_increment列，从
5.1.18版本开始支持
--number-char-cols=N, -x N #自动生成的测试表中包含多少个字符类型的列，默认1
--number-int-cols=N, -y N #自动生成的测试表中包含多少个数字类型的列，默认1
--number-of-queries=N #总的测试查询次数(并发客户数×每客户查询次数)
--query=name,-q #使用自定义脚本执行测试，例如可以调用自定义的存储过程或者sql语句来执行测试
--create-schema #代表自定义的测试库名称，测试的schema
--commint=N #多少条DML后提交一次
--compress, -C #如服务器和客户端都支持压缩，则压缩信息
--concurrency=N, -c N #表示并发量，即模拟多少个客户端同时执行select。可指定多个值，以逗号或
者--delimiter参数指定值做为分隔符,如：--concurrency=100,200,500
--engine=engine_name, -e engine_name #代表要测试的引擎，可以有多个，用分隔符隔开。例如：-
-engines=myisam,innodb
--iterations=N, -i N #测试执行的迭代次数，代表要在不同并发环境下，各自运行测试多少次
--only-print #只打印测试语句而不实际执行。
--detach=N #执行N条语句后断开重连
--debug-info, -T #打印内存和CPU的相关信息
mysqlslap示例
#单线程测试
mysqlslap -a -uroot -p123456
#多线程测试。使用--concurrency来模拟并发连接
mysqlslap -a -c 100 -uroot -p123456
#迭代测试。用于需要多次执行测试得到平均值
mysqlslap -a -i 10 -uroot -p123456
mysqlslap ---auto-generate-sql-add-autoincrement -a
mysqlslap -a --auto-generate-sql-load-type=read
mysqlslap -a --auto-generate-secondary-indexes=3
mysqlslap -a --auto-generate-sql-write-number=1000
mysqlslap --create-schema world -q "select count(*) from City"
mysqlslap -a -e innodb -uroot -p123456
mysqlslap -a --number-of-queries=10 -uroot -p123456
#测试同时不同的存储引擎的性能进行对比
mysqlslap -a --concurrency=50,100 --number-of-queries 1000 --iterations=5 --engine=myisam,innodb --debug-info -uroot -pmagedu
#执行一次测试，分别50和100个并发，执行1000次总查询
mysqlslap -a --concurrency=50,100 --number-of-queries 1000 --debug-info -uroot -p123456
#50和100个并发分别得到一次测试结果(Benchmark)，并发数越多，执行完所有查询的时间越长。为了准确
起见，可以多迭代测试几次
mysqlslap -a --concurrency=50,100 --number-of-queries 1000 --iterations=5 --
debug-info -uroot -p123456
生产环境 my.cnf 配置案例
配置文件生成工具参考链接：https://imysql.com/my_cnf_generator
参考硬件：内存 32G
#打开独立表空间
innodb_file_per_table = 1
#MySQL 服务所允许的同时会话数的上限，经常出现Too Many Connections的错误提示，则需要增大此值
max_connections = 8000
#所有线程所打开表的数量
open_files_limit = 10240
#back_log 是操作系统在监听队列中所能保持的连接数
back_log = 300
#每个客户端连接最大的错误允许数量，当超过该次数，MYSQL服务器将禁止此主机的连接请求，直到MYSQL服
务器重启或通过flush hosts命令清空此主机的相关信息
max_connect_errors = 1000
#每个连接传输数据大小.最大1G，须是1024的倍数，一般设为最大的BLOB的值
max_allowed_packet = 32M
#指定一个请求的最大连接时间
wait_timeout = 10
# 排序缓冲被用来处理类似ORDER BY以及GROUP BY队列所引起的排序
sort_buffer_size = 16M
#不带索引的全表扫描.使用的buffer的最小值
join_buffer_size = 16M
#查询缓冲大小
query_cache_size = 128M
#指定单个查询能够使用的缓冲区大小，缺省为1M
query_cache_limit = 4M
# 设定默认的事务隔离级别
transaction_isolation = REPEATABLE-READ
# 线程使用的堆大小. 此值限制内存中能处理的存储过程的递归深度和SQL语句复杂性，此容量的内存在每次
连接时被预留.
thread_stack = 512K
# 二进制日志功能
log-bin=/data/mysqlbinlogs/
#二进制日志格式
binlog_format=row
#InnoDB使用一个缓冲池来保存索引和原始数据, 可设置这个变量到物理内存大小的80%
innodb_buffer_pool_size = 24G
#用来同步IO操作的IO线程的数量
innodb_file_io_threads = 4
#在InnoDb核心内的允许线程数量，建议的设置是CPU数量加上磁盘数量的两倍
innodb_thread_concurrency = 16
# 用来缓冲日志数据的缓冲区的大小
innodb_log_buffer_size = 16M
在日志组中每个日志文件的大小
innodb_log_file_size = 512M
# 在日志组中的文件总数
innodb_log_files_in_group = 3
# SQL语句在被回滚前,InnoDB事务等待InnoDB行锁的时间
innodb_lock_wait_timeout = 120
#慢查询时长
long_query_time = 2
#将没有使用索引的查询也记录下来
log-queries-not-using-indexes
MySQL配置最佳实践
高并发大数据的互联网业务，架构设计思路是"解放数据库CPU，将计算转移到服务层"，并发量大的情
况下，这些功能很可能将数据库拖死，业务逻辑放到服务层具备更好的扩展性，能够轻易实现"增机器就
加性能"
参考资料：
阿里巴巴Java开发手册：https://developer.aliyun.com/topic/java2020
58到家数据库30条军规解读：http://zhuanlan.51cto.com/art/201702/531364.htm
以下规范适用场景：并发量大、数据量大的互联网业务
基础规范
(1)必须使用InnoDB存储引擎
解读：支持事务、行级锁、并发性能更好、CPU及内存缓存页优化使得资源利用率更高
(2)使用UTF8MB4字符集
解读：万国码，无需转码，无乱码风险，节省空间，支持表情包及生僻字
(3)数据表、数据字段必须加入中文注释
解读：N年后谁知道这个r1,r2,r3字段是干嘛的
(4)禁止使用存储过程、视图、触发器、Event
解读：高并发大数据的互联网业务，架构设计思路是"解放数据库CPU，将计算转移到服务层"，并发量大的情况下，这些功能很可能将数据库拖死，业务逻辑放到服务层具备更好的扩展性，能够轻易实现"增机器就加性能"。数据库擅长存储与索引，CPU计算还是上移吧！
(5)禁止存储大文件或者大照片
解读：为何要让数据库做它不擅长的事情?大文件和照片存储在文件系统，数据库里存URI多好。
命名规范
(6)只允许使用内网域名，而不是ip连接数据库
(7)线上环境、开发环境、测试环境数据库内网域名遵循命名规范
业务名称：xxx
线上环境：xxx.db
开发环境：xxx.rdb
测试环境：xxx.tdb
从库在名称后加-s标识，备库在名称后加-ss标识
线上从库：xxx-s.db
线上备库：xxx-sss.db
(8)库名、表名、字段名：小写，下划线风格，不超过32个字符，必须见名知意，禁止拼音英文混用
(9)库名与应用名称尽量一致，表名:t_业务名称_表的作用，主键名:pk_xxx，非唯一索引名:idx_xxx，唯
一键索引名:uk_xxx
表设计规范
(10)单实例表数目必须小于500
单表行数超过500万行或者单表容量超过2GB，才推荐进行分库分表。
说明：如果预计三年后的数据量根本达不到这个级别，请不要在创建表时就分库分表
(11)单表列数目必须小于30
(12)表必须有主键，例如自增主键
解读：
a)主键递增，数据行写入可以提高插入性能，可以避免page分裂，减少表碎片提升空间和内存的使用
b)主键要选择较短的数据类型，Innodb引擎普通索引都会保存主键的值，较短的数据类型可以有效的减少索引的磁盘空间，提高索引的缓存效率
c) 无主键的表删除，在row模式的主从架构，会导致备库夯住
(13)禁止使用外键，如果有外键完整性约束，需要应用程序控制
解读：外键会导致表与表之间耦合，update与delete操作都会涉及相关联的表，十分影响sql 的性能，甚至会造成死锁。高并发情况下容易造成数据库性能，大数据高并发业务场景数据库使用以性能优先
字段设计规范
(14)必须把字段定义为NOT NULL并且提供默认值
解读：
a)null的列使索引/索引统计/值比较都更加复杂，对MySQL来说更难优化
b)null 这种类型MySQL内部需要进行特殊处理，增加数据库处理记录的复杂性;同等条件下，表中有较多空字段的时候，数据库的处理性能会降低很多
c)null值需要更多的存储空，无论是表还是索引中每行中的null的列都需要额外的空间来标识
d)对null 的处理时候，只能采用is null或is not null，而不能采用=、in、<、<>、!=、not in这些操作符号。如：where name!='shenjian'，如果存在name为null值的记录，查询结果就不会包含name为null值的记录
(15)禁止使用TEXT、BLOB类型
解读：会浪费更多的磁盘和内存空间，非必要的大量的大字段查询会淘汰掉热数据，导致内存命中率急剧降低，影响数据库性能
(16)禁止使用小数存储货币
解读：使用整数吧，小数容易导致钱对不上
(17)必须使用varchar(20)存储手机号
解读：
a)涉及到区号或者国家代号，可能出现+-()
b)手机号会去做数学运算么?
c)varchar可以支持模糊查询，例如：like"138%"
(18)禁止使用ENUM，可使用TINYINT代替
解读：
a)增加新的ENUM值要做DDL操作
b)ENUM的内部实际存储就是整数，你以为自己定义的是字符串?
索引设计规范
(19)单表索引建议控制在5个以内
(20)单索引字段数不允许超过5个
解读：字段超过5个时，实际已经起不到有效过滤数据的作用了
(21)禁止在更新十分频繁、区分度不高的属性上建立索引
解读：
a)更新会变更B+树，更新频繁的字段建立索引会大大降低数据库性能
b)"性别"这种区分度不大的属性，建立索引是没有什么意义的，不能有效过滤数据，性能与全表扫描类似
(22)建立组合索引，必须把区分度高的字段放在前面
解读：能够更加有效的过滤数据
SQL使用规范
(23)禁止使用SELECT *，只获取必要的字段，需要显示说明列属性
解读：
a)读取不需要的列会增加CPU、IO、NET消耗
b)不能有效的利用覆盖索引
c)使用SELECT *容易在增加或者删除字段后出现程序BUG
(24)禁止使用INSERT INTO t_xxx VALUES(xxx)，必须显示指定插入的列属性
解读：容易在增加或者删除字段后出现程序BUG
(25)禁止使用属性隐式转换
解读：SELECT uid FROM t_user WHERE phone=13812345678 会导致全表扫描，而不能命中phone索引，猜猜为什么?(这个线上问题不止出现过一次)
(26)禁止在WHERE条件的属性上使用函数或者表达式
解读：SELECT uid FROM t_user WHERE from_unixtime(day)>='2017-02-15' 会导致全表扫描
正确的写法是：SELECT uid FROM t_user WHERE day>= unix_timestamp('2017-02-15 00:00:00')
(27)禁止负向查询，以及%开头的模糊查询
解读：
a)负向查询条件：NOT、!=、<>、!<、!>、NOT IN、NOT LIKE等，会导致全表扫描
b)%开头的模糊查询，会导致全表扫描
(28)禁止大表使用JOIN查询，禁止大表使用子查询
解读：会产生临时表，消耗较多内存与CPU，极大影响数据库性能
(29)禁止使用OR条件，必须改为IN查询
解读：旧版本Mysql的OR查询是不能命中索引的，即使能命中索引，为何要让数据库耗费更多的CPU帮助实施查询优化呢?
(30)应用程序必须捕获SQL异常，并有相应处理
