MySQL數(shù)據(jù)庫訪問性能優(yōu)化之數(shù)據(jù)表優(yōu)化

　　很多人都將 數(shù)據(jù)庫設計范式 作為數(shù)據(jù)庫表結(jié)構設計“圣經(jīng)”，認為只要按照這個范式需求設計，就能讓設計出來的表結(jié)構足夠優(yōu)化，既能保證性能優(yōu)異同時還能滿足擴展性要求。但是被奉為“圣經(jīng)”的數(shù)據(jù)庫設計3范式早就已經(jīng)不完全適用了。這里我整理了一些比較常見的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構設計方面的優(yōu)化技巧，希望對大家有用。 由于MySQL數(shù)據(jù)庫是基于行(Row)存儲的數(shù)據(jù)庫，而數(shù)據(jù)庫操作 IO 的時候是以 page(block)的方式，也就是說，如果我們每條記錄所占用的空間量減小，就會使每個page中可存放的數(shù)據(jù)行數(shù)增大，那么每次 IO 可訪問的行數(shù)也就增多了。反過來說，處理相同行數(shù)的數(shù)據(jù)，需要訪問的 page 就會減少，也就是 IO 操作次數(shù)降低，直接提升性能。此外，由于我們的內(nèi)存是有限的，增加每個page中存放的數(shù)據(jù)行數(shù)，就等于增加每個內(nèi)存塊的緩存數(shù)據(jù)量，同時還會提升內(nèi)存換中數(shù)據(jù)命中的幾率，也就是緩存命中率。

　　數(shù)據(jù)類型選擇

　　數(shù)字類型：盡量不使用DOUBLE，不僅僅只是存儲長度的問題，同時還會存在精確性的問題。同樣，固定精度的小數(shù)，也不建議使用DECIMAL，建議乘以固定倍數(shù)轉(zhuǎn)換成整數(shù)存儲，可以大大節(jié)省存儲空間，且不會帶來任何附加維護成本。對于整數(shù)的存儲，在數(shù)據(jù)量較大的情況下，建議區(qū)分開 TINYINT / INT / BIGINT 的選擇，因為三者所占用的存儲空間也有很大的差別，能確定不會使用負數(shù)的字段，建議添加unsigned定義。當然，如果數(shù)據(jù)量較小的數(shù)據(jù)庫，也可以不用嚴格區(qū)分三個整數(shù)類型。

　　字符類型：盡量不使用 TEXT 數(shù)據(jù)類型，其處理方式?jīng)Q定了他的性能要低于char或者是varchar類型的處理。定長字段，建議使用 CHAR 類型，不定長字段盡量使用 VARCHAR，且僅僅設定適當?shù)淖畲箝L度，而不是非常隨意的給一個很大的最大長度限定，因為不同的長度范圍，MySQL也會有不一樣的存儲處理。

　　時間類型：盡量使用TIMESTAMP類型，因為其存儲空間只需要 DATETIME 類型的一半。對于只需要精確到某一天的數(shù)據(jù)類型，建議使用DATE類型，因為他的存儲空間只需要3個字節(jié)，比TIMESTAMP還少。不建議通過INT類型類存儲一個unix timestamp 的值，因為這太不直觀，會給維護帶來不必要的麻煩，同時還不會帶來任何好處。

　　ENUM & SET：對于狀態(tài)字段，可以嘗試使用 ENUM 來存放，因為可以極大的降低存儲空間，而且即使需要增加新的類型，只要增加于末尾，修改結(jié)構也不需要重建表數(shù)據(jù)。如果是存放可預先定義的屬性數(shù)據(jù)呢?可以嘗試使用SET類型，即使存在多種屬性，同樣可以游刃有余，同時還可以節(jié)省不小的存儲空間。

　　LOB類型：強烈反對在數(shù)據(jù)庫中存放 LOB 類型數(shù)據(jù)，雖然數(shù)據(jù)庫提供了這樣的功能，但這不是他所擅長的，我們更應該讓合適的工具做他擅長的事情，才能將其發(fā)揮到極致。在數(shù)據(jù)庫中存儲 LOB 數(shù)據(jù)就像讓一個多年前在學校學過一點Java的營銷專業(yè)人員來寫 Java 代碼一樣。

　　字符編碼

　　字符集直接決定了數(shù)據(jù)在MySQL中的存儲編碼方式，由于同樣的內(nèi)容使用不同字符集表示所占用的空間大小會有較大的差異，所以通過使用合適的字符集，可以幫助我們盡可能減少數(shù)據(jù)量，進而減少IO操作次數(shù)。

　　純拉丁字符能表示的內(nèi)容，沒必要選擇 latin1 之外的其他字符編碼，因為這會節(jié)省大量的存儲空間

　　如果我們可以確定不需要存放多種語言，就沒必要非得使用UTF8或者其他UNICODE字符類型，這回造成大量的存儲空間浪費

　　MySQL的數(shù)據(jù)類型可以精確到字段，所以當我們需要大型數(shù)據(jù)庫中存放多字節(jié)數(shù)據(jù)的時候，可以通過對不同表不同字段使用不同的數(shù)據(jù)類型來較大程度減小數(shù)據(jù)存儲量，進而降低 IO 操作次數(shù)并提高緩存命中率

　　適當拆分

　　有些時候，我們可能會希望將一個完整的對象對應于一張數(shù)據(jù)庫表，這對于應用程序開發(fā)來說是很有好的，但是有些時候可能會在性能上帶來較大的問題。當我們的表中存在類似于 TEXT 或者是很大的 VARCHAR類型的大字段的時候，如果我們大部分訪問這張表的時候都不需要這個字段，我們就該義無反顧的將其拆分到另外的獨立表中，以減少常用數(shù)據(jù)所占用的存儲空間。這樣做的一個明顯好處就是每個數(shù)據(jù)塊中可以存儲的數(shù)據(jù)條數(shù)可以大大增加，既減少物理 IO 次數(shù)，也能大大提高內(nèi)存中的緩存命中率。

　　上面幾點的優(yōu)化都是為了減少每條記錄的存儲空間大小，讓每個數(shù)據(jù)庫中能夠存儲更多的記錄條數(shù)，以達到減少 IO 操作次數(shù)，提高緩存命中率。下面這個優(yōu)化建議可能很多開發(fā)人員都會覺得不太理解，因為這是典型的反范式設計，而且也和上面的幾點優(yōu)化建議的目標相違背。

　　適度冗余

　　為什么我們要冗余?這不是增加了每條數(shù)據(jù)的大小，減少了每個數(shù)據(jù)塊可存放記錄條數(shù)嗎?確實，這樣做是會增大每條記錄的大小，降低每條記錄中可存放數(shù)據(jù)的條數(shù)，但是在有些場景下我們?nèi)匀贿€是不得不這樣做：

　　被頻繁引用且只能通過 Join 2張(或者更多)大表的方式才能得到的獨立小字段

　　這樣的場景由于每次Join僅僅只是為了取得某個小字段的值，Join到的記錄又大，會造成大量不必要的 IO，完全可以通過空間換取時間的方式來優(yōu)化。不過，冗余的同時需要確保數(shù)據(jù)的一致性不會遭到破壞，確保更新的同時冗余字段也被更新

　　盡量使用 NOT NULL

　　NULL 類型比較特殊，SQL 難優(yōu)化。雖然 MySQL NULL類型和 Oracle 的NULL 有差異，會進入索引中，但如果是一個組合索引，那么這個NULL 類型的字段會極大影響整個索引的效率。此外，NULL 在索引中的處理也是特殊的，也會占用額外的存放空間。

　　很多人覺得 NULL 會節(jié)省一些空間，所以盡量讓NULL來達到節(jié)省IO的目的，但是大部分時候這會適得其反，雖然空間上可能確實有一定節(jié)省，倒是帶來了很多其他的優(yōu)化問題，不但沒有將IO量省下來，反而加大了SQL的IO量。所以盡量確保 DEFAULT 值不是 NULL，也是一個很好的表結(jié)構設計優(yōu)化習慣。

作者：黑馬程序員人工智能+Python培訓學院  
首發(fā)：http://m.3rdspacecomics.com/special/pythonzly/index.shtml