MySQL 数据库架构

1 架构
master-slave
性能,qps,tps,cpu,disk,memory,network,raid卡，fashion卡，

并发量：同一时刻需要db处理
连接量：
大表：1000w行或者表文件10g
      影响：慢查询，对表ddl操作（长时间的锁表，主从复制延时，对数据操作影响）
	  处理：分库分表，把一个大表分成多个小表
	  难点：分表主键的选择，订单号，供应商，地区分表
	        分表后跨分区的查询和统计
		影响后端已有的业务

      处理：对大表的历史数据归档，减少对前后端业务的影响
      难点：归档时间的选择，比如订单，1年前，或者几个月，纯日志归档，可以1个月
	        如何进行归档操作，主从延时，
大事务：事务是数据库系统区别于其他一切文件系统的重要特性
        是一组具有原子性的sql语句，或者是一个独立的单元
		原子性 atomicity，要么全部成功，要么全部失败
		一致性 consistency，将一种一致性状态转换到另外一种一致性状态，完整性没有被破坏
		隔离性isolation，一个事务对数据进行修改，未提交前，其他事务是不可见
		  RR/RC--可重读，已提交读（不可重复读）
		持久性 durability，所做的修改永远保存到数据库中
    大事务，运行时间比较长，操作的数据比较多的事务
    风险：锁定太多的数据，找出大量的阻塞和锁超时
	 回滚时所需要的时间比较长
         执行时间长，容易造成主从延时
    处理：避免一次处理太多的数据，多批次处理
	      移除不必要的事务中的select操作

2 性能影响

    硬件
    操作系统/服务器系统
	数据库engine的选择
	数据库参数配置
	数据库表结构设计和sql语句

       cpu，--cpu选择，频率，数量
		计算密集型--频率
		系统并发量--数量 16，32
		web类应用，mysql版本5.6,5.7 ，数量>频率
	   内存：数据库利用内存有限，ssd，fusion io
	   磁盘：传统磁盘，磁头，磁盘--存储容量，传输速度，访问时间，主轴转速
	         raid传统磁盘，raid0，raid1，raid5，raid10(raid1,raid0)
			 ssd,-更好随机读写性能，更好支持并发，容易损坏（每次写入，需要擦除）
			 ssd，--slave 单线程
			 pci-e ssd--接口
			 san-光纤到服务器，网络存储--数据库备份
			 nas--网络设备
	   网络：网络带宽，网络质量
	    	--网络隔离
		--多网卡绑定
		--高性能交换机

　

   操作系统；
       linux
       centos系统参数优化
	   /etc/sysctl.conf
	     net.core.somaxconn=65535
		 net.core.netdev_max_backlog=65535
		 net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=65535
		 net.ipv4.tcp_fin_timeout=10
		 net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
		 net.ipv4.tcp_tw_recycle=1
		 net.core.wmem_default=87380
		 net.core.wmem_max
		 net.core.rmem_default
		 net.core.rmem_max
		 net.ipv4.tcp_keepalive_time/intvl/probes=120/30/3
		 kernel.shmmax=4g
		 vm.swappiness=0/10
       /etc/security/limit.conf
	     * soft nofile 65535
	     * hard nofile 65535
       磁盘调度策略
	   /sys/block/devname/queue/scheduler
		--deadline
	文件系统
        linux ext3,ext4,xfs
        ext3/4系统挂载参数 /etc/fstab data=writeback
		noatime，nodiratime

   mysql：engine
		 客户端--连接管理器-查询缓存-查询解析-查询优化器-mysql服务层
		 myisam--查询优化器生成的临时表
		        --并发性，锁级别
		        --表损坏修复-check table tablename，repair table tablename，myisamcheck
			--fulltext index，text block index，压缩表myisampack -b -f myisam.MYI(read only)
			--非事务型应用，只读类应用--压缩，空间类应用--空间函数5.7之前
		 innodb--事务，ibd，ibdata-tablespace undo，redo-顺序，undo 随机，
		       --mvcc，2pc，doublewrite，自适应hash index，wal日志预写，插入缓冲
		       --使用独立表空间，mysqldump导出数据，新建data目录，导入原来的ibdata的数据
			   --支持行级锁，RR，gap lock，支持并发，行级锁是在engine层实现
			   --锁，管理共享资源的并发访问，实现事务的隔离性
			   --x 锁，s锁，--innodb两步获得锁
			   --阻塞，死锁
			   --show engine innodb status
			   --5.7-支持全文索引，空间函数
			csv--普通csv文件
			   --数据以文本方式存储在文件中
			   --.csv文件存储表内容，csm表的元数据
			   --1,"aaa"-所有列不能为null，不支持索引，不适合大表，不适合在线处理，
			   --可对数据文件直接进行编辑，flush tables
			   --适合为数据交换的中间表，数据-csv文件-mysql，web程序
			archive--对表数据进行压缩，磁盘io更少
			    --arz后缀，只支持insert，select，高并发操作
			    --只允许在自增id上增加index
			    --使用场景，日志和数据采集类应用
		        memory--所有数据保存在内存中，只有frm文件
			    --支持hash索引和btree索引，所有字段固定长度char(10)，不支持blob和text等大字段
			    --表级锁，大小有max_heap_table_size 参数决定，旧表无效，必须重建
			    --vs临时表，查询优化器，系统使用的临时表（myisam，memory），create tempary table建立的临时表
			    --使用场景，找着或映射表，保存中产生的中间表
			federated--类似oracle dblink，访问远程mysql服务器上表的方法
			    --本地不存数据，数据放在远程服务器
				--本地需要保存表结构
	engine选择：事务，备份，崩溃恢复，存储引擎的特有特性

mysql 参数
	 set global 参数名=参数值
         set @@global.参数名=参数值
         set session
	 set @@session
1 内存
	sort_buffer_size,join_buffer_size，read_buffer_size myisam读，read_rnd_buffer_size每个session
	系统预留内存
	innodb_buffer_pool_size
	key_buffer_size
2 io
	innodb_log_file_size
        innodb_log_files_in_group
        innodb_log_buffer_size
        innodb_flush_log_at_trx_commit
	innodb_flush_method
	innodb_file_per_table
	innodb_doublewrite
	expire_logs_days
	max_allowed_packet
	skip_name_resolve
3 安全
	sysdate_is_now
	read_only
	skip_slave_start
	sql_mode
4 其他
	sync_binlog
	tmp_table_size,max_heap_table_size
	max_connections 

    数据库结构设计和sql优化
	    过分的反范式化为表建立太多的列
	    过分的范式化造成太多的表关联
	    使用不恰当的分区表
	    使用外键保证数据的完整性

3 数据库测试

	基准测试-上线之前，压力测试-逻辑
	sysbench，tpcc-mysql,mysqlslap，orzdba
	qps，tps，响应时间，并发量，cpu,io,network

4 数据库结构优化

    减少数据冗余
    尽量避免数据维护中出现更新， 插入和删除异常
    节约数据存储空间
    提高查询效率	

    需求分析：全面了解产品设计的存储需求，存储需求，数据处理需求，数据的安全性和完整性
    逻辑设计：设计数据的逻辑存储结构，数据实体之间的逻辑关系，解决数据冗余和数据维护异常
    物理设计：根据所使用的数据库特点进行表结构设计
          mysql，innodb，varchar，int，date
    维护优化：根据实际情况对索引，存储结构进行优化

    设计范式：1 表中的列不可再分，单一属性，单一属性的列由基本数据类型构成，二维表
	        2 表中只有一个业务主键，表中不存在非主键列对部分主键的依赖
		3 存在传递依赖关系