第7章：优化
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7.1. 优化概述
7.1.1. MySQL设计局限与折衷 7.1.2. 为可移植性设计应用程序 7.1.3. 我们已将MySQL用在何处？ 7.1.4. MySQL基准套件 7.1.5. 使用自己的基准
7.2. 优化SELECT语句和其它查询
7.2.1. EXPLAIN语法（获取SELECT相关信息） 7.2.2. 估计查询性能
7.2.3. SELECT查询的速度
7.2.4. MySQL怎样优化WHERE子句 7.2.5. 范围优化 7.2.6. 索引合并优化
7.2.7. MySQL如何优化IS NULL 7.2.8. MySQL如何优化DISTINCT
7.2.9. MySQL如何优化LEFT JOIN和RIGHT JOIN 7.2.10. MySQL如何优化嵌套Join 7.2.11. MySQL如何简化外部联合 7.2.12. MySQL如何优化ORDER BY 7.2.13. MySQL如何优化GROUP BY 7.2.14. MySQL如何优化LIMIT 7.2.15. 如何避免表扫描 7.2.16. INSERT语句的速度 7.2.17. UPDATE语句的速度 7.2.18. DELETE语句的速度 7.2.19. 其它优化技巧 7.3. 锁定事宜
7.3.1. 锁定方法 7.3.2. 表锁定事宜 7.4. 优化数据库结构
7.4.1. 设计选择
7.4.2. 使你的数据尽可能小 7.4.3. 列索引 7.4.4. 多列索引
7.4.5. MySQL如何使用索引 7.4.6. MyISAM键高速缓冲 7.4.7. MyISAM索引统计集合 7.4.8. MySQL如何计算打开的表 7.4.9. MySQL如何打开和关闭表
7.4.10. 在同一个数据库中创建多个表的缺陷 7.5. 优化MySQL服务器
7.5.1. 系统因素和启动参数的调节 7.5.2. 调节服务器参数
7.5.3. 控制查询优化器的性能
7.5.4. 编译和链接怎样影响MySQL的速度 7.5.5. MySQL如何使用内存 7.5.6. MySQL如何使用DNS 7.6. 磁盘事宜
7.6.1. 使用符号链接 优化是一个复杂的任务，因为最终要求了解整个待优化的系统。尽管可以进行局部优化而不需要了解系统或应用程序，为了优化得更好，你必须知道更多的信息。 本章解释并给出不同的优化MySQL的方法示例。但要记住总有一些其它方法使系统更快，尽管需要更多的工作。
7.1. 优化概述
7.1.1. MySQL设计局限与折衷 7.1.2. 为可移植性设计应用程序 7.1.3. 我们已将MySQL用在何处？ 7.1.4. MySQL基准套件 7.1.5. 使用自己的基准
使一个系统更快的最重要因素当然是基本设计。此外，还需要知道系统正做什么样的事情，以及瓶颈是什么。 最常见的系统瓶颈是：
磁盘搜索。需要花时间从磁盘上找到一个数据，用在现代磁盘的平均时间通常小于10ms，因此理论上我们能够每秒大约搜索1000次。这个时间在新磁盘上提高不大并且很难为一个表进行优化。优化它的方法是将数据分布在多个磁盘上。
? 磁盘读/写。当磁盘放入正确位置后，我们需要从中读取数据。对于现代的磁盘，一个磁盘至少传输10-20Mb/s的吞吐。这比搜索要容易优化，因为你能从多个磁盘并行地读。
? CPU周期。我们将数据读入内存后，需要对它进行处理以获得我们需要的结果。表相对于内存较小是最常见的限制因素。但是对于小表，速度通常不成问题。
?
· 内存带宽。当CPU需要的数据超出CPU缓存时，主缓存带宽就成为内存的一个瓶颈。这在大多数系统正是一个不常见的瓶颈但是你应该知道它。
7.1.1. MySQL设计局限与折衷
当使用MyISAM存储引擎时，MySQL使用极快速的表锁定，以便允许多次读或一次写。使用该存储引擎的最大问题出现在同一个表中进行混合稳定数据流更新与慢速选择。如果这只是某些表的问题，你可以使用另一个存储引擎。参见第15章：存储引擎和表类型。
MySQL可以使用事务表和非事务表。为了更容易地让非事务表顺利工作(如果出现问题不能回滚)，MySQL采用下述规则。请注意这些规则只适用于不运行在严格模式下或为INSERT或UPDATE使用IGNORE规定程序时。 · 所有列有默认值。请注意当运行在严格SQL模式(包括TRADITIONAL SQL模式)时，必须为NOT NULL列指定默认值。
· 如果向列内插入不合适的或超出范围的值，MySQL将该列设定为“最好的可能的值”，而不是报告错误。对于数字值，为0、可能的最小值或最大值。对于字符串，为空字符串或列内可以保存的字符串。请注意当运行在严格模式或TRADITIONAL SQL模式时该行为不 适用。 · 所有表达式的计算结果返回一个表示错误状况的信号。例如，1/0返回NULL。(使用ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO SQL模式可以更改该行为)。 如果正使用非事务表，不应该使用MySQL来检查列的内容。一般情况，最安全的(通常是最快的)方法径是让应用程序确保只向数据库传递合法值。 相关详细信息参见1.8.6节，“MySQL处理约束的方式”和13.2.4节，“INSERT语法”或5.3.2节，“SQL服务器模式”。
7.1.2. 为可移植性设计应用程序
因为不同SQL服务器实现了标准SQL的不同部分，需要花功夫来编写可移植的SQL应用程序。对很简单的选择/插入，很容易实现移植，但是需要的功能越多则越困难。如果想要应用程序对很多数据库系统都快，它变得更难！
为了使一个复杂应用程序可移植，你需要选择它应该工作的SQL服务器，并确定这些服务器支持什么特性。
所有数据库都有一些弱点。这就是它们不同的设计折衷导致的不同行为。
可以使用MySQL的crash-me程序来找出能用于数据库服务器选择的函数、类型和限制。crash-me并不能找出所有的特性，但是其广度仍然很合理，可以进行大约450个测试。
crash-me可以提供的一种类型的信息的例子：如果想要使用Informix或DB2，不应该使用超过18个字符的列名。
crash-me程序和MySQL基准程序是独立于数据库的。通过观察它们是如何编写的，编可以知道必须为编写独立于数据库的应用程序做什么。基准本身可在MySQL源码分发的“sql-bench”目录下找到。它们用DBI数据库接口以Perl写成。使用DBI本身即可以解决部分移植性问题，因为它提供与数据库无关的的存取方法。
关于crash-me结果，访问
http://dev.mysql.com/tech-resources/crash-me.php。到
http://dev.mysql.com/tech-resources/benchmarks/看这个基准的结果。
如果你为数据库的独立性而努力，需要很好地了解每个SQL服务器的瓶颈。例如，MySQL在检索和更新MyISAM表记录方面很快，但是在同一个表上混合慢速读者和写者方面有一个问题。另一方面，当你试图访问最近更新了(直到它们被刷新到磁盘上)的行时，在Oracle中有一个很大的问题。事务数据库总的来说在从记录文件表中生成总结表方面不是很好，因为在这种情况下，行锁定几乎没有用。 为了使应用程序“确实”独立于数据库，需要定义一个容易扩展的接口，用它可操纵数据。因为C++在大多数系统上可以适用，使用数据库的一个C++ 类接口是有意义的。
如果你使用某个数据库特定的功能(例如MySQL专用的REPLACE语句)，应该为SQL服务器编码一个方法以实现同样的功能。尽管慢些，但确允许其它服务器执行同样的任务。
用MySQL，可以使用/*! */语法把MySQL特定的关键词加到查询中。在/**/中的代码将被其它大多数SQL服务器视为注释(并被忽略)。
如果高性能真的比准确性更重要，就像在一些web应用程序那样，一种可行的方法是创建一个应用层，缓存所有的结果以便得到更高的性能。通过只是让旧的结果在短时间后‘过期’，能保持缓存合理地刷新。这在极高负载的情况下是相当不错的，在此情况下，能动态地增加缓存并且设定较高的过期时限直到一切恢复正常。
在这种情况下，表创建信息应该包含缓存初始大小和表刷新频率等信息。 实施应用程序缓存的一种方法是使用MySQL查询缓存。启用查询缓存后，服务器可以确定是否可以重新使用查询结果。这样简化了你的应用程序。参见5.13节，“MySQL查询高速缓冲”。
7.1.3. 我们已将MySQL用在何处？
该节描述了Mysql的早期应用程序。
在MySQL最初开发期间，MySQL的功能适合大多数客户。MySQL为瑞典的一些最大的零售商处理数据仓库。
我们从所有商店得到所有红利卡交易的每周总结，并且我们期望为所有店主提供有用的信息以帮助他们得出他们的广告战如何影响他们的顾客。
数据是相当巨量的(大约每月7百万宗交易总结)并且我们保存4-10年来的数据需要呈现给用户。我们每周从顾客那里得到请求，他们想要“立刻”访问来自该数据的新报告。
我们通过每月将所有信息存储在压缩的“交易”表中来解决它。我们有一套简单的宏/脚本用来生成来自交易表的不同条件( 产品组、顾客id，商店...)的总结表。报告是由一个进行语法分析网页的小perl脚本动态生成的网页，在脚本中执行SQL语句并且插入结果。我们很想使用PHP或mod_perl，但是那时它们还不可用。
对图形数据，我们用C语言编写了一个简单的工具，它能基于那些结果处理SQL查询结果并生成GIF图形。该工具也从分析Web网页的perl脚本中动态地执行。 在大多数情况下，一个新的报告通过简单地复制一个现有脚本并且修改其中的SQL查询来完成。在一些情况下，我们将需要把更多的列加到一个现有的总结表
中或产生一个新的，但是这也相当简单，因为我们在磁盘上保存所有交易表。（目前我们大约有50G的交易表和200G的其它顾客数据)。
我们也让我们的顾客直接用ODBC访问总结表以便高级用户能自己用这些数据进行试验。
该系统工作得很好，我们可以毫无问题地用很适度的Sun Ultra SPARC工作站硬件(2x200MHz)来处理数据。该系统被逐步移植到了Linux中。
7.1.4. MySQL基准套件
本节应该包含MySQL基准套件(和crash-me)的技术描述，但是该描述还没写成。目前，你可以通过在MySQL源码分发中的“sql-bench”目录下的代码和结果了解基准套件是如何工作的。
通过基准用户可以了解一个给定的SQL实现在哪方面执行得很好或很糟糕。 注意，这个基准是单线程的，它可以测量操作执行的最小时间。我们计划将来在基准套件中添加多线程测试。
要使用基准套件，必须满足下面的要求：
· 基准套件随MySQL源码分发提供。可以从
http://dev.mysql.com/downloads/下载分发，或者使用当前的开发源码树(参见2.8.3节，“从开发源码树安装”)。 · 基准脚本用Perl编写而成，使用Perl DBI模块访问数据库服务器，因此必须安装DBI。还需要为每个待测试的服务器提供服务器专用DBD驱动程序。例如，要测试MySQL、PostgreSQL和DB2，必须安装DBD::mysql、DBD::Pg和DBD::DB2模块。参见2.13节，“Perl安装注意事项”。
获得MySQL源码分发后，可以在sql-bench目录找到基准套件。要运行基准测试，应构建MySQL，然后进入sql-bench目录并执行run-all-tests脚本： shell> cd sql-bench
shell> perl run-all-tests --server=server_name
server_name是一个支持的服务器。要获得所有选项和支持的服务器，调用命令：
shell> perl run-all-tests --help
crash-me脚本也位于sql-bench目录。crash-me尝试通过实际运行查询确定数据库支持的特性以及其功能和限制。例如，它确定： · 支持什么列类型 · 支持多少索引 · 支持什么函数 · 查询可以多大
· VARCHAR列可以多大
可以从http://dev.mysql.com/tech-resources/crash-me.php发现许多不同数据库服务器的crash-me的结果。关于基准测试结果的详细信息，访问http://dev.mysql.com/tech-resources/benchmarks/。