MySQL 数据库开发的三十六条军规

MySQL 数据库开发的三十六条军规

一、核心军规(5)

1.1 尽量不在数据库做运算

  • 别让脚趾头想事情,那是脑瓜子的职责
  • 让数据库多做她擅长的事:
    • 尽量不在数据库做运算
    • 复杂运算秱到程序端 CPU
    • 尽可能简单应用 MySQL
  • 举例: md5() / Order by Rand()

1.2 控制单表数据量

  • 一年内的单表数据量预估
    • 纯 INT 不超 1000W
    • 含 CHAR 不超 500W
  • 合理分表不超载
    • USERID
    • DATE
    • AREA
    • ……
  • 建议单库不超过 300-400 个表

1.3 保持表身段苗条

  • 表字段数少而精
    • IO 高效
    • 全表遍历
    • 表修复快
    • 提高幵发
    • alter table 快
  • 单表多少字段合适?
  • 单表 1G 体积 500W 行评估
    • 顺序读 1G 文件需 N 秒
    • 单行不超过 200Byte
    • 单表不超过 50 个纯 INT 字段
    • 单表不超过 20 个 CHAR(10)字段
  • 单表字段数上限控制在 20~50 个

1.4 平衡范式不冗余

  • 严格遵循三大范式?
  • 效率优先、提升性能
  • 没有绝对的对不错
  • 适当时牺牲范式、加入冗余
  • 但会增加代码复杂度

1.5 拒绝 3B

  • 数据库幵发像城市交通
    • 非线性增长
  • 拒绝 3B
    • 大 SQL (BIG SQL)
    • 大事务 (BIG Transaction)
    • 大批量 (BIG Batch)
  • 详细解析见后

1.6 核心军规小结

  • 尽量不在数据库做运算
  • 控制单表数据量
  • 保持表身段苗条
  • 平衡范式不冗余
  • 拒绝 3B

二、字段类军规(6)

2.1 用好数值字段类型

  • 三类数值类型:
    • TINYINT(1Byte)
    • SMALLINT(2B)
    • MEDIUMINT(3B)
    • INT(4B)、BIGINT(8B)
    • FLOAT(4B)、DOUBLE(8B)
    • DECIMAL(M,D)
  • BAD CASE:
    • INT(1) VS INT(11)
    • BIGINT AUTO_INCREMENT
    • DECIMAL(18,0)

2.2 将字符转化为数字

  • 数字型 VS 字符串型索引
    • 更高效
    • 查询更快
    • 占用空间更小
  • 举例:用无符号 INT 存储 IP,而非 CHAR(15)
    • INT UNSIGNED
    • INET_ATON()
    • INET_NTOA()

2.3 优先使用 ENUM 或 SET

  • 优先使用 ENUM 或 SET
    • 字符串
    • 可能值已知且有限
  • 存储
    • ENUM 占用 1 字节,转为数值运算
    • SET 视节点定,最多占用 8 字节
    • 比较时需要加' 单引号(即使是数值)
  • 举例
    • sex enum('F','M') COMMENT '性别'
    • c1 enum('0','1','2','3') COMMENT '职介审核'

2.4 避免使用 NULL 字段

  • 避免使用 NULL 字段
    • 很难进行查询优化
    • NULL 列加索引,需要额外空间
    • 含 NULL 复合索引无效
  • 举例
    • a char(32) DEFAULT NULL
    • b int(10) NOT NULL
    • c int(10) NOT NULL DEFAULT 0

2.5 少用并拆分 TEXT/BLOB

  • TEXT 类型处理性能远低亍 VARCHAR
    • 强制生成硬盘临时表
    • 浪费更多空间
    • VARCHAR(65535)==>64K (注意 UTF-8)
  • 尽量不用 TEXT/BLOB 数据类型
  • 若必须使用则拆分到单独的表
  • 举例:
CREATE TABLE t1 (
id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT, data text NOT NULL,
‏PRIMARY KEY id
) ENGINE=InnoDB;

2.6 不在数据库里存图片

2.7 字段类军规小结

  • 用好数值字段类型
  • 将字符转化为数字
  • 优先使用枚举 ENUM/SET
  • 避免使用 NULL 字段
  • 少用幵拆分 TEXT/BLOB
  • 不在数据库里存图片

三、索引类军规(5)

3.1 谨慎合理添加索引

  • 谨慎合理添加索引
    • 改善查询
    • 减慢更新
    • 索引不是赹多赹好
  • 能不加的索引尽量不加
    • 综合评估数据密度和数据分布
    • 最好不赸过字段数 20%
  • 结合核心 SQL 优先考虑覆盖索引
  • 举例
    • 不要给“性别”列创建索引

3.2 字符字段必须建前缀索引

  • 区分度
    • 单字母区分度:26
    • 4 字母区分度:262626*26=456,976
    • 5 字母区分度:2626262626=11,881,376
    • 6 字母区分度:2626262626*26=308,915,776
  • 字符字段必须建前缀索引:
(
`pinyin` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '小区拼音', KEY `idx_pinyin` (`pinyin`(8)),
) ENGINE=InnoDB

3.3 不在索引列做运算

  • 不在索引列进行数学运算或凼数运算
    • 无法使用索引
    • 导致全表扫描
  • 举例:
BAD: SELECT * from table WHERE to_days(current_date) – to_days(date_col) <= 10
GOOD: SELECT * from table WHERE date_col >= DATE_SUB('2011-10- 22',INTERVAL 10 DAY);

3.4 自增列或全局 ID 做 INNODB 主键

  • 对主键建立聚簇索引
  • 二级索引存储主键值
  • 主键不应更新修改
  • 按自增顺序揑入值
  • 忌用字符串做主键
  • 聚簇索引分裂
  • 推荐用独立亍业务的 AUTO_INCREMENT 列或全局 ID 生成 器做代理主键
  • 若不指定主键,InnoDB 会用唯一且非空值索引代替

3.5 尽量不用外键

  • 线上 OLTP 系统(线下系统另论)
    • 外键可节省开发量
    • 有额外开销
    • 逐行操作
    • 可'到达'其它表,意味着锁
    • 高并发时容易死锁
  • 由程序保证约束

3.6 索引类军规小结

  • 谨慎合理添加索引
  • 字符字段必须建前缀索引
  • 不在索引列做运算
  • 自增列或全局 ID 做 INNODB 主键
  • 尽量不用外键

四、SQL 类军规(15)

4.1 SQL 语句尽可能简单

  • 大 SQL VS 多个简单 SQL
    • 传统设计思想
    • BUT MySQL NOT
    • 一条 SQL 叧能在一个 CPU 运算
    • 5000+ QPS 的高幵发中,1 秒大 SQL 意味着?
    • 可能一条大 SQL 就把整个数据库堵死
  • 拒绝大 SQL,拆解成多条简单 SQL
    • 简单 SQL 缓存命中率更高
    • 减少锁表时间,特别是 MyISAM
    • 用上多 CPU

4.2 保持事务(连接)短小

  • 保持事务/DB 连接短小精悍
    • 事务/连接使用原则:即开即用,用完即关
    • 与事务无关操作放到事务外面, 减少锁资源的占用
    • 不破坏一致性前提下,使用多个短事务代替长事务
  • 举例
    • 发贴时的图片上传等待
    • 大量的 sleep 连接

4.3 尽可能避免使用 SP/TRIG/FUNC

  • 线上 OLTP 系统(线下库另论)
    • 尽可能少用存储过程
    • 尽可能少用触发器
    • 减用使用 MySQL 凼数对结果进行处理
  • 由客户端程序负责

4.4 尽量不用 SELECT

  • 用 SELECT * 时
  • 更多消耗 CPU、内存、IO、网络带宽
  • 先向数据库请求所有列,然后丢掉不需要列?
  • 尽量不用 SELECT * ,叧取需要数据列 • 更安全的设计:减少表变化带来的影响
  • 为使用 covering index 提供可能性
  • SELECT/JOIN 减少硬盘临时表生成,特别是有 TEXT/BLOB 时
  • 举例:
SELECT * FROM tag WHERE id = 999184;
SELECT keyword FROM tag WHERE id = 999184;

4.5 改写 OR 为 IN()

  • 同一字段,将 or 改写为 in()
  • OR 效率:O(n)
  • IN 效率:O(Log n)
  • 当 n 很大时,OR 会慢很多
  • 注意控制 IN 的个数,建议 n 小亍 200
  • 举例:
SELECT * from opp WHERE phone='12347856' or phone='42242233' \G;
SELECT * from opp WHERE phone in ('12347856' , '42242233');

4.6 改写 OR 为 UNION

  • 不同字段,将 or 改为 union
  • 减少对不同字段进行 "or" 查询
  • Merge index 往往很弱智
  • 如果有足够信心:set global optimizer_switch='index_merge=off';
  • 举例:
SELECT * from opp WHERE phone='010-88886666' or cellPhone='13800138000';
SELECT * from opp WHERE phone='010-88886666' union SELECT * from opp WHERE cellPhone='13800138000';

4.7 避免负向查询和% 前缀模糊查询

  • 避免负向查询
    • NOT、!=、<>、!<、!>、NOT EXISTS、NOT IN、 NOT LIKE 等
  • 避免 % 前缀模糊查询
    • B+ Tree
    • 使用不了索引
    • 导致全表扫描
  • 举例:
SELECT * from post WHERE title like '北京%'; -- 298 rows in set (0.01 sec)
SELECT * from post WHERE title like '%北京%'; -- 572 rows in set (3.27 sec)

4.8 COUNT(*)的几个例子

  • 几个有趣的例子:
    • COUNT(COL) VS COUNT(*)
    • COUNT(*) VS COUNT(1)
    • COUNT(1) VS COUNT(0) VS COUNT(100)
  • 示例:
`id` int(10) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '公司的id', `sale_id` int(10) unsigned DEFAULT NULL,
  • 结论
    • COUNT(*)=count(1) *COUNT(0)=count(1)
    • COUNT(1)=count(100)
    • COUNT(*)!=count(col)
    • WHY?

4.9 减少 COUNT(*)

  • MyISAM VS INNODB
    • 不带 WHERE COUNT()
    • 带 WHERE COUNT()
  • COUNT(*)的资源开销大,尽量不用少用
  • 计数统计
    • 实时统计:用 memcache,双向更新,凌晨 跑基准
    • 非实时统计:尽量用单独统计表,定期重算

4.10 LIMIT 高效分页

  • 传统分页:
    • SELECT * from table limit 10000,10;
  • LIMIT 原理:
    • Limit 10000,10  偏秱量赹大则赹慢
  • 推荐分页:
    • SELECT * from table WHERE id>=23423 limit 11; *SELECT * from table WHERE id>=23434 limit 11;
  • 分页方式二:
    • SELECT * from table WHERE id >= ( SELECT id from table limit 10000,1 ) limit 10;
  • 分页方式三:
    • SELECT * FROM table INNER JOIN (SELECT id FROM table LIMIT 10000,10) USING (id);
  • 分页方式四:
    • 程序取 ID:SELECT id from table limit 10000,10;
    • SELECT * from table WHERE id in (123,456...);
  • 可能需按场景分析幵重组索引
  • 示例:
MySQL> SELECT sql_no_cache * from post limit 10,10; 10 row in set (0.01 sec)
MySQL> SELECT sql_no_cache * from post limit 20000,10; 10 row in set (0.13 sec)
MySQL> SELECT sql_no_cache * from post limit 80000,10; 10 rows in set (0.58 sec)
MySQL> SELECT sql_no_cache id from post limit 80000,10; 10 rows in set (0.02 sec)
MySQL> SELECT sql_no_cache * from post WHERE id>=323423 limit 10; 10 rows in set (0.01 sec)
MySQL> SELECT * from post WHERE id >= ( SELECT sql_no_cache id from post limit 80000,1 ) limit 10; 10 rows in set (0.02 sec)

4.11 用 UNION ALL 而非 UNION

  • 若无需对结果进行去重,则用 UNION ALL
    • UNION 有去重开销
  • 举例:
SELECT * FROM detail20091128 UNION ALL SELECT * FROM detail20110427 UNION ALL SELECT * FROM detail20110426 UNION ALL SELECT * FROM detail20110425 UNION ALL SELECT * FROM detail20110424 UNION ALL SELECT * FROM detail20110423;

4.12 分解联接保证高并发

  • 高幵发 DB 不建议进行两个表以上的 JOIN
  • 适当分解联接保证高幵发
    • 可缓存大量早期数据
    • 使用了多个 MyISAM 表
    • 对大表的小 ID IN()
    • 联接引用同一个表多次
    • 举例:
MySQL> SELECT * from tag JOIN post on tag_post.post_id=post.id WHERE tag.tag='二手玩具';

MySQL> SELECT * from tag WHERE tag='二手玩具';
MySQL> SELECT * from tag_post WHERE tag_id=1321;
MySQL> SELECT * from post WHERE post.id in (123,456,314,141);

4.13 GROUP BY 去除排序

  • GROUP BY 实现
    • 分组
    • 自劢排序
  • 无需排序:Order by NULL
  • 特定排序:Group by DESC/ASC
  • 举例:
MySQL> SELECT phone,count(*) from post group by phone limit 1 ; 1 row in set (2.19 sec)
MySQL> SELECT phone,count(*) from post group by phone order by null limit 1; 1 row in set (2.02 sec)

4.14 同数据类型的列值比较

  • 原则:数字对数字,字符对字符
  • 数值列不字符类型比较
    • 同时转换为双精度
    • 进行比对
  • 字符列不数值类型比较
    • 字符列整列转数值
    • 不会使用索引查询
  • 举例:字符列不数值类型比较
字段:`remark` varchar(50) NOT NULL COMMENT '备注, 默认为空',

MySQL>SELECT `id`, `gift_code` FROM gift WHERE `deal_id` = 640 AND remark=115127; 1 row in set (0.14 sec)
MySQL>SELECT `id`, `gift_code` FROM pool_gift WHERE `deal_id` = 640 AND remark='115127'; 1 row in set (0.005 sec)

4.15 Load data 导数据

  • 批量数据快导入:
    • 成批装载比单行装载更快,不需要每次刷新缓存
    • 无索引时装载比索引装载更快
    • Insert values ,values,values 减少索引刷新
    • Load data 比 insert 快约 20 倍
  • 尽量不用 INSERT ... SELECT
    • 延迟
    • 同步出错

4.16 打散大批量更新

  • 大批量更新凌晨操作,避开高峰
  • 凌晨不限制
  • 白天上限默认为 100 条/秒(特殊再议)
  • 举例:
update post set tag=1 WHERE id in (1,2,3); sleep 0.01;
update post set tag=1 WHERE id in (4,5,6); sleep 0.01;
......

4.17 Know Every SQL

  • SHOW PROFILE
  • MySQLdumpslow
  • EXPLAIN
  • Show Slow Log
  • SHOW QUERY_RESPONSE_TIME(Percona)
  • MySQLsla
  • Show Processlist

4.18 SQL 类军规小结

  • SQL 语句尽可能简单
  • 保持事务(连接)短小
  • 尽可能避免使用 SP/TRIG/FUNC
  • 尽量不用 SELECT *
  • 改写 OR 语句
  • 避免负向查询和% 前缀模糊查询
  • 减少 COUNT(*)
  • LIMIT 的高效分页
  • 用 UNION ALL 而非 UNION
  • 分解联接保证高幵发
  • GROUP BY 去除排序
  • 同数据类型的列值比较
  • Load data 导数据
  • 打散大批量更新
  • Know Every SQL!

五、约定类军规(5)

5.1 隔离线上线下

  • 构建数据库的生态环境
  • 开发无线上库操作权限
  • 原则:线上连线上,线下连线下
    • 实时数据用 real 库
    • 模拟环境用 sim 库
    • 测试用 qa 库
    • 开发用 dev 库

5.2 禁止未经 DBA 确认的子查询

  • MySQL 子查询
    • 大部分情况优化较差
    • 特别 WHERE 中使用 IN id 的子查询  一般可用 JOIN 改写
  • 举例:
SELECT * from table1 where id id from table2) in (SELECT insert into table1 (SELECT * from table2); -- 可能导致复制异常

5.3 永远不在程序端显式加锁

  • 永远不在程序端对数据库显式加锁
    • 外部锁对数据库不可控
    • 高并发发时是灾难
    • 极难调试和排查
  • 并发扣款等一致性问题
    • 采用事务
    • 相对值修改
    • Commit 前二次较验冲突

5.4 统一字符集为 UTF8

  • 字符集:
    • MySQL 4.1 以前叧有 latin1
    • 为多语言支持增加多字符集
    • 也带来了 N 多问题
    • 保持简单
  • 统一字符集:UTF8
  • 校对规则:utf8_general_ci
  • 乱码:SET NAMES UTF8

5.5 统一命名规范

  • 库表等名称统一用小写
    • Linux VS Windows
    • MySQL 库表大小写敏感
    • 字段名的大小写不敏感
  • 索引命名默认为“idx_字段名”
  • 库名用缩写,尽量在 2~7 个字母
    • DataSharing ==> ds
  • 注意避免用保留字命名
  • ……

5.6 注意避免用保留字命名

  • 举例:
SELECT * from return;
SELECT * from `return`;
MySQL系统关键字
  • ADD
  • ALL
  • ALTER GOTO
  • GRANT
  • GROUP
  • PURGE
  • RAID0
  • RANGE
  • ANALYZE
  • AND
  • AS HAVING
  • HIGH_PRIORIT Y
  • HOUR_MICROSEC OND
  • READ
  • READS
  • REAL
  • ASC
  • ASENSITIVE
  • BEFORE HOUR_MINUTE
  • HOUR_SECON D
  • IF
  • REFERENCES
  • REGEXP
  • RELEASE
  • BETWEEN
  • BIGINT
  • BINARY IGNORE
  • IN
  • INDEX
  • RENAME
  • REPEAT
  • REPLACE
  • BLOB
  • BOTH
  • BY INFILE
  • INNER
  • INOUT
  • REQUIRE
  • RESTRICT
  • RETURN
  • CALL
  • CASCADE
  • CASE INSENSITIVE
  • INSERT
  • INT
  • REVOKE
  • RIGHT
  • RLIKE
  • CHANGE
  • CHAR
  • CHARACTER INT1
  • INT2
  • INT3
  • SCHEMA
  • SCHEMAS
  • SECOND_MICROSEC OND
  • CHECK
  • COLLATE
  • COLUMN INT4
  • INT8
  • INTEGER
  • SELECT
  • SENSITIVE
  • SEPARATOR
  • CONDITION
  • CONNECTION
  • CONSTRAINT INTERVAL
  • INTO
  • IS
  • SET
  • SHOW
  • SMALLINT
  • CONTINUE
  • CONVERT
  • CREATE ITERATE
  • JOIN
  • KEY
  • SPATIAL
  • SPECIFIC
  • SQL
  • CROSS
  • CURRENT_DA TE
  • CURRENT_TIM KEYS E
  • KILL
  • LABEL
  • SQLEXCEPTION
  • SQLSTATE
  • SQLWARNING
  • CURRENT_TIMESTA MP
  • CURRENT_US ER
  • CURSOR LEADING
  • LEAVE
  • LEFT
  • SQL_BIG_RESUL T
  • SQL_CALC_FOUND_R OWS
  • SQL_SMALL_RESULT
  • DATABASE
  • DATABASES
  • DAY_HOUR LIKE
  • LIMIT
  • LINEAR
  • SSL
  • STARTING
  • STRAIGHT_JOIN
  • DAY_MICROSECON D
  • DAY_MINUTE
  • DAY_SECOND LINES
  • LOAD
  • LOCALTIME
  • TABLE
  • TERMINATED
  • THEN
  • DEC
  • DECIMAL
  • DECLARE LOCALTIMESTAMP
  • LOCK
  • LONG
  • TINYBLOB
  • TINYINT
  • TINYTEXT
  • DEFAULT
  • DELAYED
  • DELETE LONGBLOB
  • LONGTEXT
  • LOOP
  • TO
  • TRAILING
  • TRIGGER
  • DESC
  • DESCRIBE
  • DETERMINISTI LOW_PRIORITY C
  • MATCH
  • MEDIUMBLOB
  • TRUE
  • UNDO
  • UNION
  • DISTINCT
  • DISTINCTROW
  • DIV MEDIUMINT
  • MEDIUMTEXT
  • MIDDLEINT
  • UNIQUE
  • UNLOCK
  • UNSIGNED
  • DOUBLE
  • DROP
  • DUAL
  • MINUTE_MICROSECO ND
  • MINUTE_SECO ND
  • MOD
  • UPDATE
  • USAGE
  • USE
  • EACH
  • ELSE
  • ELSEIF MODIFIES
  • NATURAL
  • NOT
  • USING
  • UTC_DATE
  • UTC_TIME
  • ENCLOSED
  • ESCAPED
  • EXISTS
  • NO_WRITE_TO_BINL OG
  • NULL
  • NUMERIC
  • UTC_TIMESTAM P
  • VALUES
  • VARBINARY
  • EXIT
  • EXPLAIN
  • FALSE ON
  • OPTIMIZE
  • OPTION
  • VARCHAR
  • VARCHARACTER
  • VARYING
  • FETCH
  • FLOAT
  • FLOAT4 OPTIONALLY
  • OR
  • ORDER
  • WHEN
  • WHERE
  • WHILE
  • FLOAT8
  • FOR
  • FORCE OUT
  • OUTER
  • OUTFILE
  • WITH
  • WRITE
  • X509
  • FOREIGN
  • FROM
  • FULLTEXT PRECISION
  • PRIMARY
  • PROCEDURE
  • XOR
  • YEAR_MONTH
  • ZEROFILL

5.7 约定类军规小结

  • 隔离线上线下
  • 禁止未经 DBA 确认的子查询上线
  • 永远不在程序端显式加锁
  • 统一字符集为 UTF8
  • 统一命名规范

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