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检索

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。

1.2.2 增加cache层
在应用中，我们可以在应用中增加 缓存 层来达到减轻数据库负担的目的。缓存层有很多种，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, Hibernate)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

负载均衡是应用中使用非常普遍的一种优化方法，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 利用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 采用分布式数据库架构
分布式数据库架构适合大数据量、负载高的情况，它有良好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. Mysql中查询缓存优化

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，
之前的缓存会失效，修改比较频繁的表不适合做查询缓存。

2.2 操作流程

1. 客户端发送一条查询给服务器；
2. 服务器先会检查查询缓存，如果命中了缓存，则立即返回存储在缓存中的结果。否则进入下一阶段；
3. 服务器端进行SQL解析、预处理，再由优化器生成对应的执行计划；
4. MySQL根据优化器生成的执行计划，调用存储引擎的API来执行查询；
5. 将结果返回给客户端。

2.3 查询缓存配置
查看当前的MySQL数据库是否支持查询缓存：

SHOW VARIABLES LIKE 'have_query_cache';

查看当前MySQL是否开启了查询缓存 ：

SHOW VARIABLES LIKE 'query_cache_type'.

查看查询缓存的占用大小 ：

SHOW VARIABLES LIKE 'query_cache_size';

查看查询缓存的状态变量：

SHOW STATUS LIKE 'Qcache%';

2.4开启查询缓存

MySQL的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 ：

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。

SELECT SQL_CACHE id, name FROM customer;
SELECT SQL_NO_CACHE id, name FROM customer;

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。(包括大小写)

SQL1 : select count(*) from tb_item;
SQL2 : Select count(*) from tb_item;

2）当查询语句中有一些不确定的时，则不会缓存。如 ： now() , current_date() , curdate() , curtime() , rand() ,
uuid() , user() , database() 。

SQL1 : select * from tb_item where updatetime < now() limit 1;
SQL2 : select user();
SQL3 : select database();

3）不使用任何表查询语句

select 'A';

4）查询 mysql， information_schema或 performance_schema 数据库中的表时，不会走查询缓存。

select * from information_schema.engines;

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 MERGE 映射到
已更改表的表的查询。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.Mysql内存管理及优化

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他程序预留足够内存。
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，其默认值的设置要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。

3.2MyISAM 内存优化
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。

key_buffer_size
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/usr/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，如果默认值设置太大，就会造成内存浪费。

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他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

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.Mysql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_cahce。

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_errors_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。

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 版本之前默认值为 50 ， 之后的版本默认为 50 +（max_connections / 5）， 但最大不超过900。

4.3 table_open_cache

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 ：
max_connections x N ；

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重用，通过参数 thread_cache_size 可
控制 MySQL 缓存客户服务线程的数量。

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。

5.Mysql锁问题

5.1 锁概述
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（避免争抢）。在数据库中，除传统的计算资源（如 CPU、RAM、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 锁分类
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，它会阻断其他写锁和读锁。

5.3 Mysql 锁
相对其他数据库而言，MySQL的锁机制比较简单，其最显著的特点是不同的存储引擎支持不同的锁机制。下表中罗
列出了各存储引擎对锁的支持情况：

MySQL这3种锁的特性可大致归纳如下 ：

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；而行级锁则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 表锁
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如何加表锁
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 表显式加锁。

显示加表锁语法：

加读锁 ： lock table table_name read;
加写锁 ： lock table table_name write；

5.4.2 结伦

由上表可见：
1） 对MyISAM 表的读操作，不会阻塞其他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，则会阻塞其他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。

此外，MyISAM 的读写锁调度是写优先，这也是MyISAM不适合做写为主的表的存储引擎的原因。因为写锁后，其
他线程不能做任何操作，大量的更新会使查询很难得到锁，从而造成永远阻塞。

5.4.3 查看锁的争用情况

show open tables；

In_user : 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。

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1，此值高说明存在着
较为严重的表级锁争用情况。

5.5 InnoDB 行锁
5.5.1 行锁介绍
行锁特点 ：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。

5.5.2 事务及其ACID属性
事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元。
事务具有以下4个特性，简称为事务ACID属性。

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：

Mysql 的数据库的默认隔离级别为 Repeatable read ， 查看方式：

5.5.3InnoDB 的行锁模式
InnoDB 实现了以下两种类型的行锁。

• 共享锁（S）：又称为读锁，简称S锁，共享锁就是多个事务对于同一数据可以共享一把锁，都能访问到数
  据，但是只能读不能修改。
• 排他锁（X）：又称为写锁，简称X锁，排他锁就是不能与其他锁并存，如一个事务获取了一个数据行的排他锁，其他事务就不能再获取该行的其他锁，包括共享锁和排他锁，但是获取排他锁的事务是可以对数据就行读取和修改。

对于UPDATE、DELETE和INSERT语句，InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁（X)；对于普通SELECT语句，InnoDB不会加任何锁；

共享锁（S）：SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE
排他锁（X) ：SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE

5.5.4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。

5.5.5 间隙锁危害
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） 。

5.6 InnoDB 行锁争用情况

show status like 'innodb_row_lock%';

5.7 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。当系统并发量较高的时候，InnoDB的整体性能和MyISAM
相比就会有比较明显的优势。

但是，InnoDB的行级锁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
• 尽可能减少索引条件，及索引范围，避免间隙锁
• 尽量控制事务大小，减少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需求）