MySQL数据库如何调优？

1. 数据库调优

1.1. 为什么需要数据库调优？

数据库调优是为了提高数据库的性能、降低接口的响应时间等。体现在以下几个指标：

• 响应时间（Response Time，RT）
• 每秒事务处理量（Transaction Per Second，TPS）
• 每秒查询处理量（Query Per Second，QPS）

1.2. 如何进行数据库压力测试？

可以使用JMeter工具进行数据库压力测试。下图是使用主键查询和使用全表扫描查询的响应时间（RT）对比，可以看到使用主键查询有更短的响应时间。

下图是使用主键查询和使用全表扫描查询的每秒事务处理量（TPS）对比，可以看到使用主键查询有更高的每秒事务处理量。

1.3. 数据库调优的手段有哪些？

数据库调优^[1]有以下几种手段：

• 数据库层面：
  • 修改数据库的配置，如设置合适的连接数、提高缓冲区的大小、开启慢查询日志等。
  • 采用高可用方案、提升硬件配置。
• 表层面：
  • 为表字段选择合适的类型。
  • 创建合适的索引。
  • 适当冗余字段，减少连接查询。
• SQL语句层面：
  • 查看SQL语句的执行计划，优化SQL语句，避免全表扫描和索引失效。
  • 优化SQL语句，如LIMIT优化、子查询优化、小表驱动大表等。

1.4. 数据库出现性能问题时如何排查？

1. 开启慢查询日志，定位查询慢的SQL语句；
2. 使用EXPLAIN^[2]命令看SQL语句的执行计划；
3. 优化SQL语句或者创建合适的索引。

2. 主从复制

2.1. 为什么需要主从复制？

• 用来备份主库，保证数据的安全。
• 支撑读写分离，提高性能。
• 支撑故障转移，提高可用性。

2.2. 主从复制的原理是什么？

由主库的IO线程生成binlog；由从库的IO线程生成中继日志relay log；最后由SQL线程重放SQL。

2.3. 主从复制的策略有哪些？

• 基于Pos主从复制。
• 基于GTID主从复制。
• 一主多从，一主多级从，互为主从。
• 半同步复制机制。

2.4. 如何解决主从复制延迟的问题？

主从复制延迟瓶颈在于磁盘IO和网络IO。

• 修改从数据库的刷盘策略提高性能，降低安全性。
• 多个从数据库，分散从库的读压力。
• 从库使用多线程重放SQL。

3. 读写分离

3.1. 为什么需要读写分离？

提高读的能力，分摊读压力。

3.2. 实现读写分离的工具有哪些？

• atlas。
• MyCat。
• MySQL Proxy。
• MySQL Router。
• Sharding Sphere。

4. 分库分表

4.1. 为何需要分库分表？

突破MySQL单库单表的瓶颈，提高数据库的性能。

4.2. 分库分表的策略有哪些？

切分与聚合。

• 垂直切分
  • 垂直分库，按业务分库。
  • 垂直分表，大表拆小表。
• 水平切分
  • 水平分库。
  • 水平分表。

4.3. 数据切片有哪些方法？

• 取模分片。
• 按范围分片。
• 按时间分片。
• 按枚举值分片。
• 自定义分片。

4.4. 分库分表的缺点有哪些？

• 分库，业务间需要通过接口交互。
• 整加事务管理难度。

4.5. 实现分库分表的工具有哪些？

• Sharding Sphere。
• MyCat。

5. 高可用集群

5.1. 为什么需要高可用集群？

完成自动的故障转移，提高系统的可用性。

5.2. 高可用集群方案有哪些问题？

• 主键冲突。
• 热备节点。
• 检查机制完善。
• 数据一致性保证。

5.3. 如何实现自动故障转移？

keepalived

6. 参考文档