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MySQL数据库优化的几种方式(笔面试必问)

2022-07-06 09:01:00 【江夏、】

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前言

最近跳槽了，前段时间一直在面试有一些问题问到的频率比较高，这里做一些整理和总结，希望能够帮助到也准备找工作的同学。

其中关于数据库的问题问到的频率很高，然后数据库这块尤其关于数据库优化的知识问到的频率更是基本每家公司都会问。所以这里对关于数据库优化的内容总结一下，其中有些是自己平时开发的经验，有些是自己学习的内容。所以如果有不正确的地方欢迎讨论指正！

正文

关于数据库的优化其实不仅仅会在笔面试问的多，也确实是因为在实际的工作中，数据库的优化能够影响到系统的性能，也确实很重要，所以往往都需要写出合理的sql脚本，并且对数据库进行优化。对于数据库的优化主要可以从以下几个方面考虑：

1、选取最适用的字段属性

MySQL可以很好的支持大数据量的存取，但是一般说来，数据库中的表越小，在它上面执行的查询也就会越快。因此，在创建表的时候，为了获得更好的性能，我们可以将表中字段的大小设得尽可能的合理，没有必要都选取最大。

例如，在user表中如果定义了username这个字段的时候将其设置为varchar(255)，显然就会给数据库增加了不必要的空间，因为我们知道姓名无论如何都达不到这么长的长度。同样的。

另外一个提高效率的方法是在可能的情况下，应该尽量把字段设置为NOTNULL，这样在将来执行查询的时候，数据库不用去比较NULL值。

对于某些文本字段，比如如“性别”，我们可以将它们定义为ENUM类型。因为在MySQL中，ENUM类型被当作数值型数据来处理，而数值型数据被处理起来的速度要比文本类型快得多。这样，我们又可以提高数据库的性能。

2、合理设计表

对于mysql的表的设计方面最好遵循以下原则：

a、单表的数据量

所有表都需要添加注释，单表数据量建议控制在 3000 万以内；

尽量不保存大字段数据，比如不在数据库中存储图片、文件等大数据；

b、表使用规范

需要拆分大字段和访问频率低的字段，分离冷热数据；

创建数据表的时候，单表字段数尽量控制在20个字段以内；

c、索引规范

创建索引能够大大提高数据的访问效率，但是应该合理创建索引，比如：

1、单张表中索引数量不超过 5 个，并且单个索引中的字段数不超过 5 个；

2、INNODB 主键推荐使用自增列，主键不应该被修改，字符串不应该做主键，如果不指定主键，INNODB 会使用唯一且非空值索引代替；

3、如果是复合索引，区分最大的字段放在索引前面；

4、避免冗余或重复索引：合理创建联合索引(避免冗余)；

5、不在低基数列上建立索引，例如‘性别’这类的字段；

6、不在索引列进行数学运算和函数运算

一些不正确的索引使用方式会导致索引失效，可以参考之前的文章：几个必须掌握的SQL优化技巧(七)：索引的最佳使用法则

3、使用连接（JOIN）来代替子查询(Sub-Queries)

我们经常需要通过一些子查询，将查询出来的结果作为条件用在另一个查询中使用。MySQL从4.1开始支持SQL的子查询。例如，我们需要查出考试不及格的学生的基本信息，就需要先从分数表中查询不及格的学生的id，然后从学生的基本信息表中查询基本信息数据：

select cname,age,gender from student where id in (select stu_id from score where score<60)

虽然使用子查询可以一次性的完成很多逻辑上需要多个步骤才能完成的SQL操作，同时也可以避免事务或者表锁死，并且写起来也很容易。但是，这样写的语句很啰嗦，查询效率也比较慢，所以在某些情况下，子查询可以被更有效率的join替代。比如上面的查询语句就可以这样写

select cname,age,gender from student s left join score c on s.id=c.stu_id where c.score<60

使用join之所以更有效率一些，是因为MySQL不需要在内存中创建临时表来完成这个逻辑上的需要两个步骤的查询工作。

4、事务

我们知道很多情况下，对于数据库的一些操作不是可以只用一条或少数几条SQL语句就可以完成的。更多的时候是需要用到一系列的语句来完成某种工作。但是在这种情况下，当这个语句块中的某一条语句运行出错的时候，整个语句块的操作就会变得不确定起来。一个很经典的例子，银行转账需要一个账户扣款，一个账户存入，如果一a账户已经扣款成功了，这时候突然发生意外情况，或者后面语句执行出错了，b账户并没有存入，这时候就破坏了数据的一致性，也不符合原子性。所以这时候需要使用到事务。关于事务可以参考之前的文章：事务的隔离级别。

事物以BEGIN关键字开始，COMMIT关键字结束。在这之间的一条SQL操作失败，那么，ROLLBACK命令就可以把数据库恢复到BEGIN开始之前的状态。比如

BEGIN;
  INSERT INTO student SET cname='江夏';
  UPDATE score set score=99 where id=20
COMMIT;

事务的另一个重要作用是当多个用户同时使用相同的数据源时，它可以利用锁定数据库的方法来为用户提供一种安全的访问方式，这样可以保证用户的操作不被其它的用户所干扰。

5、使用外键

有些时候为了保证数据的关联性可以使用外键。

例如，在分数表中使用外键可以保证每一条分数的记录都指向对应的一个学生。在这里，外键可以把score表中的sty_id映射到student表中id，这样就可以保证任何一条没有合法stu_id的记录都不会被更新或插入到score中。

外键语法如下：

具体的语法格式如下：
[CONSTRAINT <外键名>] FOREIGN KEY 字段名 [，字段名2，…]
REFERENCES <主表名> 主键列1 [，主键列2，…]

对于两个具有关联关系的表而言，相关联字段中主键所在的表就是主表（父表），外键所在的表就是从表（子表）。

定义外键时，需要遵守下列规则：

1、主表必须已经存在于数据库中，或者是当前正在创建的表。如果是后一种情况，则主表与从表是同一个表，这样的表称为自参照表，这种结构称为自参照完整性。必须为主表定义主键。

2、主键不能包含空值，但允许在外键中出现空值。也就是说，只要外键的每个非空值出现在指定的主键中，这个外键的内容就是正确的。

3、在主表的表名后面指定列名或列名的组合。这个列或列的组合必须是主表的主键或候选键。

4、外键中列的数目必须和主表的主键中列的数目相同。

5、外键中列的数据类型必须和主表主键中对应列的数据类型相同。

6、使用索引

索引是提高数据库性能的常用方法，它可以令数据库服务器以比没有索引快得多的速度检索特定的行，尤其是在查询语句当中包含有MAX(),MIN()和ORDERBY这些命令的时候，性能提高更为明显。

那该对哪些字段建立索引呢？

一般说来，索引应建立在那些将用于JOIN,WHERE判断和ORDERBY排序的字段上。尽量不要对数据库中某个含有大量重复的值的字段建立索引。对于一个ENUM类型的字段来说，出现大量重复值是很有可能的情况

例如user表中的“性别”字段建立索引将不会有什么帮助，还有可能降低数据库的性能。在创建表的时候可以同时创建合适的索引，也可以使用ALTER TABLE或CREATE INDEX在以后创建索引。此外，MySQL从版本3.23.23开始支持全文索引和搜索。全文索引在MySQL中是一个FULLTEXT类型索引，但仅能用于MyISAM类型的表。对于一个大的数据库，将数据装载到一个没有FULLTEXT索引的表中，然后再使用ALTER TABLE或CREATE INDEX创建索引，将是非常快的。但如果将数据装载到一个已经有FULLTEXT索引的表中，执行过程将会非常慢。

关于索引的一些使用可以参考之前的文章：几个必须掌握的SQL优化技巧(七)：索引的最佳使用法则；你还不知道什么是数据库的索引吗。