MySQL数据库优化(一)设计规范

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本文分六大块描述:

  1. 数据库命名规范
  2. 数据库基本设计规范
  3. 数据库索引设计规范
  4. 数据库字段设计规范
  5. SQL开发规范
  6. 数据库操作规范

1、数据库命名规范:

  • 数据库对象名称必须使用小写字母并用下划线分割。  MySQL对大小写是敏感的。db_name !=Db_name
  • 数据库对象名称禁用MySQL保留关键字。  from
  • 数据库对象命名,见名知意,最好小于32字符。
  • 临时库表:以tmp为前缀,以日期为后缀。
  • 备份库:以bak为前缀,并以日期为后缀。
  • 所有存储相同数据的列名与列类型必须一致。不同的话会有隐式转换。

 

2、数据库基本设计规范:

MySQL5.5之前都以myisam为默认引擎,如今的需求所有表必须用innodb存储引擎。

5.6之后,innodb为默认引擎,支持事务,行级锁,更好的恢复性,高并发下性能更好。

数据库、表的字符集统一使用utf-8字符集。防止转换出现乱码。

MySQL中utf8汉字点3个字节。ascii 码占用1个字节。

所有表字段都要添加注释,使用comment从句添加表与列的备注。便于维护。

尽量控制单表数据量的大小,建议控制在500万以内。这并不是MySQL的限制。取决于存储设置与文件系统。历史数据归档,分库分表等手段控制数据量大小。   谨慎使用分区表。物理上表现为多个文件。逻辑上是一个表。尽量避免跨分区查询,效率更低。   物理分表管理管理大数据。

尽量做到冷热数据分离,较少表的宽度。mysql限制每行最多4096列。减少磁盘io,保证热数据的内存缓存命中率。利用更有效的利用缓存,避免读入无用的冷数据。

禁止在表中建立预留字段。预留难以见名识意,无法选择适合的类型。

禁止在数据库中存储图片,文件等二进制数据。存储在文件服务器,数据库中村地址。禁止在线上做数据库压力测试。

禁止开发环境,测试环境直接连接生产环境数据库。

 

3、索引设计规范:

限制每张表上的索引数量,单张表不要超过5个。降低插入,更新效率。

禁止给mysql每列建立单独索引。

innodb构建的是索引组织表,即,索引与数据存储逻辑顺序相同,与主键顺序。

不使用更新频繁的列,或多列做主键。

不使用UUID, MD5, HASH,字符串列做主键。无法保证值顺序增长。

哪些列建立索引:

  • SELECT UPDATA 从句的WHERE从句中出现的列
  • 包含在ORDERBY  GROUP BY  DISTINCT 中的字段

多表JOIN的关联列

如何选择索引列的顺序;

  • 联合索引索引列从左到右。   
  • 区分度最高的列放在联合索引的最左侧。
  • 尽量把字段长度小的列放在联合索引的左侧。
  • 使用最频繁的列放在联合索引的左侧。

避免建立冗余索引和重复索引; primary key(id)  index(id)  unique index(id)  mysql主键本身就是一个索引。

index(a,b,c) , index(a,b),  index(a)

对于频繁查询优先考虑使用覆盖索引:如查询商品库存

  • 覆盖索引: 包含了所有需要查询字段的索引。
  • 覆盖索引的好处:避免innodb表进行索引的二次查找。
  • 覆盖索引可以把随机IO变为顺序IO加快查询效率。顺序io快的多。

尽量避免使用外键

  • 不建议使用使用外键约束,但一定要在表与表之间的关联键上建立索引。
  • 外键可用于保证数据的参照的完整性,但建议在业务端实现。
  • 外键会影响附表子表的写操作从而降低性能。

4、数据库字段的设计规范:

优先选择符合存储需要的最小的数据类型

将字符串装华为数字型存储。

对于非负性数据来说,要优先使用无符号整型来存储。

  • signed int  -2147483648~2147483647
  • unsigned int 0 ~ 4294967295  多一倍

MySQL中varchar(N) 中N代表的是字符数,不是字节数。其他关系型数据库中该N代表字节。

MySQL中UTF8存储的汉字Varchar(255) = 765个字节

过大的长度会消耗更多的内存。

避免使用TEXT、BLOB数据类型。

  • 建议把BLOB或TEXT列分离到单独的扩展表中。
  • TEXT或BLOB类型只能使用前缀索引。

避免使用ENUM数据类型。

  • 修改ENUM值需要使用ALTER语句。
  • ENUM类型的ORDER BY操作效率低,需要额外操作。
  • 禁止使用数值作为ENUM的枚举值。

尽可能把所有的列定义为NOT NULL

  • 索引null列需要额外的空间存储空、非空,所以占用更多的空间。
  • 进行比较和计算时要对null值进行特别的处理。

字符串存储日期型数据(不正确的做法)

  • 1.无法用日期函数进行计算与比较。
  • 2.字符串存日期占用更多空间。

使用timestamp  datetime类型存储时间。

  • timestamp 1970-01-01 00:00:01 ~ 2038-01-19 03:14:07
  • timestamp占用4字节和int相同,但比int可读性高。
  • 超出timestamp取值范围的使用datetime类型。

mysql中有两种浮点数据类型:

  • 财务相关金额,比用decimal类型
  • 非精准浮点:float,double
  • 精准浮点:decimal
  • decimal类型为精准浮点数,在计算时不会丢失精度,占用空间有定义的宽度决定,可用于存储比bigint更大的整型数据。比varchar高效。

 

5、数据库SQL开发规范:

建议使用预编译语句进行数据库操作。prepare

  • 只传参数,比传递SQL更高效。
  • 相同语句可以一次解析,多次使用,提高处理效率。

避免数据类型的隐式转换:

  • select name, phone from customer where id = '111';   id int  '111' is string 

合理利用表上已经存在的索引。避免模糊查询双百分号 %xxx%

一个SQL只能利用到复合索引中的一列进行范围查询。

使用left join 或 not exists 来优化not in 操作。

程序连接不同的数据库,要使用不同的账号,禁止跨库查询。

  • 为数据库迁移与分库分表留出余地。
  • 降低业务耦合度。
  • 避免权限过大而产生的安全风险。

禁止select * 

  • 会消耗更多CPU  IO 及网络带宽资源
  • 无法使用覆盖索引
  • 可减少表结构变更带来的影响

禁止使用不含有字段列表的insert语句:

  • insert into values('a', 'b', 'c');  应该:insert into t(c1, c2, c3)values('a','b','c');

避免使用子查询:(可以把子查询优化为join操作)

  • 子查询结果集无法使用索引
  • 子查询会产生临时表操作,如果子查询数据量大则严重影响效率
  • 消耗过多的CPU及io资源

避免使用join关联太多的表

  • 每join一个表会多占用一部分内存(join_buffer_size)
  • 会产生临时表操作,影响查询效率。
  • mysql最多允许关联61个表,建议不超过5个。

减少同数据库交互次数。

  • 数据库更适合处理批量操作。
  • 合并多个相同操作到一起,可以提高处理效率。

使用in代替or

  • in的值不超过500个。
  • in 操作可以更好地利用索引。
  • 禁止使用order by rand() 进行随机排序
  • 会把表中所有符合条件的数据装载到内存中进行排序。
  • 会消耗大量的CPU与io及内存资源。

推荐在程序中获取一个随机值,然后从数据库中获取数据的方式

where 从句中禁止对列进行函数转换与计算

  • 对列进行函数转换或计算会导致无法使用索引
  • where date(createtime)='20160901'
  • where createtime>= ‘20160901‘
  • and createtime < '20160902'

在明显不会有重复值使用时使用union all 而不是Union

  • union会把所有的数据放到临时表中后再进行去重操作。
  • union all 不会再对结果集进行去重操作。

拆分复杂sql 为多个sql

  • mysql一个sql只能使用一个CPU进行计算
  • SQL拆分后可以通过并行执行来提高处理效率

6、数据库操作的行为规范

主要面向手动操作数据库制定

超100万行的批量写操作,要分批多次进行操作

  • 大批量操作可能会造成严重的主从延迟
  • binlog日志为row格式时会产生大量的日志
  • 避免产生大事务操作。

大表的结构修改谨慎,业务环境中不允许的。使用pt-online-schema-change工具来进行。

  • 避免大表修改产生的主从延迟。
  • 避免对表字段进行修改时进行锁表。
  • 禁止对程序使用的账号赋予super权限。
  • 当达到最大连接数限制时,还允许1个有super权限的用户连接
  • super权限只能留给DBA处理问题的账号使用

对于程序连接数据库账号,遵循权限最小原则。

程序使用数据库账号只能在一个DB下使用,不准跨库

程序使用的账号原则上不准有drop权限

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