从运维角度来分析Mysql数据库优化的一些关键点

 概述

一个成熟的数据库架构并不是一开始设计就具备高可用、高伸缩等特性的，它是随着用户量的增加，基础架构才逐渐完善。

1、数据库表设计

项目立项后，开发部根据产品部需求开发项目，开发工程师工作其中一部分就是对表结构设计。对于数据库来说，这点很重要，如果设计不当，会直接影响访问速度和用户体验。影响的因素很多，比如慢查询、低效的查询语句、没有适当建立索引、数据库堵塞(死锁)等。当然，有测试工程师的团队，会做压力测试，找bug。对于没有测试工程师的团队来说，大多数开发工程师初期不会太多考虑数据库设计是否合理，而是尽快完成功能实现和交付，等项目有一定访问量后，隐藏的问题就会暴露，这时再去修改就不是这么容易的事了。

2、数据库部署

该运维工程师出场了，项目初期访问量不会很大，所以单台部署足以应对在1500左右的QPS(每秒查询率)。考虑到高可用性，可采用MySQL主从复制+Keepalived做双击热备，常见集群软件有Keepalived、Heartbeat。

3、数据库性能优化

如果将MySQL部署到普通的X86服务器上，在不经过任何优化情况下，MySQL理论值正常可以处理2000左右QPS，经过优化后，有可能会提升到2500左右QPS，否则，访问量当达到1500左右并发连接时，数据库处理性能就会变慢，而且硬件资源还很富裕，这时就该考虑软件问题了。那么怎样让数据库最大化发挥性能呢?

一方面可以单台运行多个MySQL实例让服务器性能发挥到最大化，

另一方面是对数据库进行优化，往往操作系统和数据库默认配置都比较保守，会对数据库发挥有一定限制，可对这些配置进行适当的调整，尽可能的处理更多连接数。

具体优化有以下三个层面：

3.1 数据库配置优化

MySQL常用有两种存储引擎，一个是MyISAM，不支持事务处理，读性能处理快，表级别锁。另一个是InnoDB，支持事务处理(ACID)，设计目标是为处理大容量数据发挥最大化性能，行级别锁。

表锁：开销小，锁定粒度大，发生死锁概率高，相对并发也低。

行锁：开销大，锁定粒度小，发生死锁概率低，相对并发也高。

为什么会出现表锁和行锁呢?主要是为了保证数据的完整性，举个例子，一个用户在操作一张表，其他用户也想操作这张表，那么就要等第一个用户操作完，其他用户才能操作，表锁和行锁就是这个作用。否则多个用户同时操作一张表，肯定会数据产生冲突或者异常。

根据以上看来，使用InnoDB存储引擎是最好的选择，也是MySQL5.5以后版本中默认存储引擎。每个存储引擎相关联参数比较多，以下列出主要影响数据库性能的参数(篇幅有限，这里只拿innodb分析)。

InnoDB参数默认值：

innodb_buffer_pool_size = 128M 
#索引和数据缓冲区大小，一般设置物理内存的60%-70% 
innodb_buffer_pool_instances = 1  
#缓冲池实例个数，推荐设置4个或8个 
innodb_flush_log_at_trx_commit = 1  
#关键参数，0代表大约每秒写入到日志并同步到磁盘，数据库故障会丢失1秒左右事务数据。1为每执行一条SQL后写入到日志并同步到磁盘，I/O开销大，执行完SQL要等待日志读写，效率低。2代表只把日志写入到系统缓存区，再每秒同步到磁盘，效率很高，如果服务器故障，才会丢失事务数据。对数据安全性要求不是很高的推荐设置2，性能高，修改后效果明显。 
innodb_file_per_table = OFF  
#默认是共享表空间，共享表空间idbdata文件不断增大，影响一定的I/O性能。推荐开启独立表空间模式，每个表的索引和数据都存在自己独立的表空间中，可以实现单表在不同数据库中移动。 
innodb_log_buffer_size = 8M  
#日志缓冲区大小，由于日志最长每秒钟刷新一次，所以一般不用超过16M 

3.2 系统内核优化

大多数MySQL都部署在linux系统上，所以操作系统的一些参数也会影响到MySQL性能，以下对linux内核进行适当优化。

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30 
#TIME_WAIT超时时间，默认是60s 
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1  
#1表示开启复用，允许TIME_WAIT socket重新用于新的TCP连接，0表示关闭 
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1  
#1表示开启TIME_WAIT socket快速回收，0表示关闭 
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 4096  
#系统保持TIME_WAIT socket最大数量，如果超出这个数，系统将随机清除一些TIME_WAIT并打印警告信息 
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 4096 
#进入SYN队列最大长度，加大队列长度可容纳更多的等待连接 

在linux系统中，如果进程打开的文件句柄数量超过系统默认值1024，就会提示“too many files open”信息，所以要调整打开文件句柄限制。

* soft nofile 65535 
* hard nofile 65535 

# ulimit -SHn 65535 #立刻生效

3.3 硬件配置

加大物理内存，提高文件系统性能。linux内核会从内存中分配出缓存区(系统缓存和数据缓存)来存放热数据，通过文件系统延迟写入机制，等满足条件时(如缓存区大小到达一定百分比或者执行sync命令)才会同步到磁盘。也就是说物理内存越大，分配缓存区越大，缓存数据越多。当然，服务器故障会丢失一定的缓存数据。

SSD硬盘代替SAS硬盘，将RAID级别调整为RAID1+0，相对于RAID1和RAID5有更好的读写性能(IOPS)，毕竟数据库的压力主要来自磁盘I/O方面。

4、数据库架构扩展

这里主要思想是分解单台数据库负载，突破磁盘I/O性能，热数据存放缓存中，降低磁盘I/O访问频率。

4.1 主从复制与读写分离

（编辑：衡阳站长网）

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