MySQL性能优化(一)-- 存储引擎和三范式
一、MySQL存储引擎
存储引擎说白了就是如何存储数据、如何为存储的数据建立索引和如何更新、查询数据等技术的实现方法。因为在关系数据库中数据的存储是以表的形式存储的,所以存储引擎也可以称为表类型(即存储和操作此表的类型)。MySQL5.5以后默认使用InnoDB存储引擎。
下图是MySQL中各种存储引擎的对比。
1.MyISAM:
这种引擎是mysql最早提供的。它不支持事务,也不支持外键,尤其是访问速度快。这种引擎又可以分为静态MyISAM、动态MyISAM 和压缩MyISAM三种:
1) 静态MyISAM:如果数据表中的各数据列的长度都是预先固定好的,服务器将自动选择这种表类型。因为数据表中每一条记录所占用的空间都是一样的,所以这种表存取和更新的效率非常高。 当数据受损时,恢复工作也比较容易做。这种存储方式的优点是存储非常迅速,容易缓存,出现故障容易恢复;缺点是占用的空间通常比动态表多。
2) 动态MyISAM:如果数据表中出现varchar、xxxtext或xxxBLOB字段时,服务器将自动选择这种表类型。相对于静态MyISAM,这种表存储空间比较小,但由于每条记录的长度不一,所以 多次修改数据后,数据表中的数据就可能离散的存储在内存中,进而导致执行效率下降。同时,内存中也可能会出现很多碎片。因此,这种类型的表要经常用optimize table命令或者myisamchk -r命令 或 优化工具来整理碎片、改善性能,并且出现故障的时候恢复相对比较困难。
3) 压缩MyISAM:以上说到的两种类型的表都可以用myisamchk工具压缩。这种类型的表进一步减小了占用的存储,但是这种表压缩之后不能再被修改。另外,因为是压缩数据,所以这种表在读取的时候要先时行解压缩。但是,不管是何种MyISAM表,目前它都不支持事务,行级锁和外键约束的功能。
2.Merge:
这种类型是MyISAM类型的一种变种。合并表是将几个相同的MyISAM表合并为一个虚表。常应用于日志和数据仓库。
3.InnoDB:
InnoDB表类型可以看作是对MyISAM的进一步更新产品,它提供了事务、行级锁机制和外键约束的功能。对比MyISAM的存储引擎,InnoDB写的处理效率差一些,并且会占用更多 的磁盘空间以保留数据和索引。
4.memory:
这种类型的数据表只存在于内存中。它使用HASH索引,所以数据的存取速度非常快。因为是存在于内存中,所以这种类型常应用于临时表中,但是一旦服务器关闭,表中的数据就会丢失,但表还会继续存在。默认情况下,memory数据表使用散列索引,利用这种索引进行“相等比较”非常快,但是对“范围比较”的速度就慢多了。因此,散列索引值适合使用在"="和"<=>"的操作符中,不适合使用在"<"或">"操作符中,也同样不适合用在order by字句里。如果确实要使用"<"或">"或betwen操作符,可以使用btree索引来加快速度。
存储在MEMORY数据表里的数据行使用的是长度不变的格式,因此加快处理速度,这意味着不能使用BLOB和TEXT这样的长度可变的数据类型。VARCHAR是一种长度可变的类型,但因为它在MySQL内部当作长度固定不变的CHAR类型,所以可以使用。
使用USING HASH/BTREE来指定特定到索引:create index mem_hash using hash on tab_memory(city_id);
5.archive:
这种类型只支持select 和 insert语句,而且不支持索引。常应用于日志记录和聚合分析方面。
二、存储引擎如何选择
- 是否支持事务
- 检索和添加速度
- 锁机制
- 缓存
- 是否支持全文索引
- 是否支持外键
三、MyISAM和InnoDB对比
四、什么时候使用MyISAM和InnoDB
MyISAM:读事务要求不高,以查询和插入为主,可以使用这个引擎来创建表,例如各种统计表。
InnoDB:对事务要求高,保存的是重要的数据,例如交易数据,支付数据等,对用户重要的数据,建议使用InnoDB。
五、对存储引擎的操作
1.查看数据库默认的存储引擎:show engines; 或者 show variables like 'default_storage_engine';
2.查看表的存储引擎:
1) 显示表的创建语句:show create table tablename;
2) 显示表的当前状态值:show table status like ‘tablename’ \G
3) 设置或修改表的存储引擎
- 创建数据库表时设置存储存储引擎的基本语法是:
create table tableName(
columnName(列名1) type(数据类型) attri(属性设置),
columnName(列名2) type(数据类型) attri(属性设置),
....) engine = engineName
- 修改存储引擎,可以用命令 Alter table tableName engine = engineName
五、配置和数据文件
1.配置文件默认位置
Linux: /etc/my.cnf
Windows: my.ini
2.数据文件位置
1) 查看数据文件位置的命令: show variables like '%datadir%' ;
2) 数据文件格式:
InnoDB:frm(存储的表结构)、ibd(存储的数据和索引)
MyISAM:frm(存储的表结构)、MYD(存储的数据)、MYI(存储的索引)
六、数据库表设计
1.第一范式
1) 概念:列不可分。每一列都是不可分割的基本数据项。
2) 例子:假设我们有一个学生表,字段包括:id,name,age,contact,如下:
当我们需要根据QQ来查询学生的时候,就查询不出,所以以上的设计就不符合1NF。我们可以将contact字段拆分为phone和QQ,如下:
这样就满足1NF了。
2.第二范式
1) 概念:1NF的基础上面,非主属性完全依赖于主关键字。
2) 例子:学生表:(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分) ,从字段可以看出,此表联合主键是(学号,课程名称)。
存在如下决定关系:
1:(学号, 课程名称) → (姓名, 年龄, 成绩, 学分)
2:(课程名称) → (学分)
3:(学号) → (姓名, 年龄)
其中,姓名、年龄、学分是部分依赖于主键的,而成绩是完全依赖于主键的,存在部分依赖关系,所以不满足第二范式。
这会造成如下问题:
(1) 数据冗余:
同一门课程由n个学生选修,"学分"就重复n-1次;同一个学生选修了m门课程,姓名和年龄就重复了m-1次。
(2) 更新异常:
若调整了某门课程的学分,数据表中所有行的"学分"值都要更新,否则会出现同一门课程学分不同的情况。
(3) 插入异常:
假设要开设一门新的课程,暂时还没有人选修。这样,由于还没有"学号"关键字,课程名称和学分也无法记录入数据 库。
(4) 删除异常:
假设一批学生已经完成课程的选修,这些选修记录就应该从数据库表中删除。但是,与此同时,课程名称和学分信息也被删除了。很显然,这也会导致插入异常。
问题就在于存在非主属性对主键的部分依赖。
解决办法:把原表(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分)分成三个表:
学生:Student(学号, 姓名, 年龄);
课程:Course(课程名称, 学分);
选课关系:SelectCourse(学号, 课程名称, 成绩)。
3.第三范式
1) 概念:2NF的基础上,属性不依赖于其它非主属性 , 消除传递依赖。第三范式又可描述为:表中不存在可以确定其他非关键字的非关键字段。
2) 例子:学生表:(学号, 姓名, 年龄, 所在学院, 学院地点, 学院电话),主键必然是学号。
由于主键是单一属性,所以非主属性完全依赖于主键,所以必然满足第二范式。但是存在如下传递依赖:
(学号) → (所在学院) → (学院地点, 学院电话),
学院地点 和 学院电话传递依赖于学号,而学院地点和学院电话都是非关键字段,即表中出现了“某一非关键字段可以确定出其它非关键字段”的情况,于是违反了第三范式。
解决办法:
把原表分成两个表:
学生:(学号, 姓名, 年龄, 所在学院);
学院:(学院, 地点, 电话)。
七、参考:
http://www.cnblogs.com/gbyukg/archive/2011/11/09/2242271.html
http://www.cnblogs.com/lina1006/archive/2011/04/29/2032894.html
http://www.cnblogs.com/ybwang/archive/2010/06/04/1751279.html
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