Mysql-性能优化方案及技术.doc

Mysql 性能优化方案及技术目录目录1背景及目标2Mysql 执行优化2认识数据索引2为什么使用数据索引能提高效率2如何理解数据索引的结构2如何理解影响结果集3理解执行状态4常见分析手段4分析流程6总结7Mysql 运维优化9存储引擎类型9内存使用考量9性能与安全性考量9存储压力优化10运维监控体系10Mysql 架构优化11架构优化目标11防止单点隐患11方便系统扩容11安全可控，成本可控11分布式方案12分库&拆表方案12主从架构14故障转移处理15缓存方案15缓存结合数据库的读取15缓存结合数据库的写入15背景及目标l 厦门游家公司（）用于员工培训和分享。l 针对用户群为已经使用过mysql环境，并有一定开发经验的工程师l 针对高并发，海量数据的互联网环境。l 本文语言为口语，非学术标准用语。l 以实战和解决具体问题为主要目标，非应试，非常规教育。友情提醒，在校生学习本教程可能对成绩提高有害无益。l 非技术挑战，非高端架构师培训，请高手自动忽略。Mysql 执行优化认识数据索引为什么使用数据索引能提高效率n 数据索引的存储是有序的n 在有序的情况下，通过索引查询一个数据是无需遍历索引记录的n 极端情况下，数据索引的查询效率为二分法查询效率，趋近于 log2(N)如何理解数据索引的结构n 数据索引通常默认采用btree索引，（内存表也使用了hash索引）。n 单一有序排序序列是查找效率最高的（二分查找，或者说折半查找），使用树形索引的目的是为了达到快速的更新和增删操作。n 在极端情况下（比如数据查询需求量非常大，而数据更新需求极少，实时性要求不高，数据规模有限），直接使用单一排序序列，折半查找速度最快。u 实战范例 ： ip地址反查资源： Ip地址对应表，源数据格式为 startip, endip, area 源数据条数为 10万条左右，呈很大的分散性目标：需要通过任意ip查询该ip所属地区性能要求达到每秒1000次以上的查询效率挑战：如使用 between and 数据库操作，无法有效使用索引。如果每次查询请求需要遍历10万条记录，根本不行。方法：一次性排序（只在数据准备中进行，数据可存储在内存序列）折半查找（每次请求以折半查找方式进行）n 在进行索引分析和SQL优化时，可以将数据索引字段想象为单一有序序列，并以此作为分析的基础。u 实战范例：复合索引查询优化实战，同城异性列表资源： 用户表user，字段 sex性别；area 地区；lastlogin 最后登录时间；其他略目标： 查找同一地区的异性，按照最后登录时间逆序 高访问量社区的高频查询，如何优化。查询SQL: select * from user where area=$area and sex=$sex order by lastlogin desc limit 0,30;挑战：建立复合索引并不难， area+sex+lastlogin 三个字段的复合索引,如何理解？首先，忘掉btree，将索引字段理解为一个排序序列。如果只使用area会怎样？搜索会把符合area的结果全部找出来，然后在这里面遍历，选择命中sex的并排序。 遍历所有 area=$area数据！如果使用了area+sex，略好，仍然要遍历所有area=$area and sex=$sex数据，然后在这个基础上排序！Area+sex+lastlogin复合索引时（切记lastlogin在最后），该索引基于area+sex+lastlogin 三个字段合并的结果排序，该列表可以想象如下。广州女$时间1广州女$时间2广州女$时间3广州男.深圳女.数据库很容易命中到 area+sex的边界，并且基于下边界向上追溯30条记录，搞定！在索引中迅速命中所有结果，无需二次遍历！如何理解影响结果集n 影响结果集是数据查询优化的一个重要中间数据u 查询条件与索引的关系决定影响结果集如上例所示，即便查询用到了索引，但是如果查询和排序目标不能直接在索引中命中，其可能带来较多的影响结果。而这会直接影响到查询效率u 微秒级优化l 优化查询不能只看慢查询日志，常规来说，0.01秒以上的查询，都是不够优化的。l 实战范例和上案例类似，某游戏社区要显示用户动态，select * from userfeed where uid=$uid order by lastlogin desc limit 0,30; 初期默认以uid为索引字段， 查询为命中所有uid=$uid的结果按照lastlogin排序。 当用户行为非常频繁时，该SQL索引命中影响结果集有数百乃至数千条记录。查询效率超过0.01秒，并发较大时数据库压力较大。 解决方案：将索引改为 uid+lastlogin 复合索引，索引直接命中影响结果集30条，查询效率提高了10倍，平均在0.001秒，数据库压力骤降。n 影响结果集的常见误区u 影响结果集并不是说数据查询出来的结果数或操作影响的结果数，而是查询条件的索引所命中的结果数。u 实战范例l 某游戏数据库使用了innodb，innodb是行级锁，理论上很少存在锁表情况。出现了一个SQL语句(delete from tabname where xid=)，这个SQL非常用SQL，仅在特定情况下出现，每天出现频繁度不高（一天仅10次左右），数据表容量百万级，但是这个xid未建立索引，于是悲惨的事情发生了，当执行这条delete 的时候，真正删除的记录非常少，也许一到两条，也许一条都没有；但是！由于这个xid未建立索引，delete操作时遍历全表记录，全表被delete操作锁定，select操作全部被locked，由于百万条记录遍历时间较长，期间大量select被阻塞，数据库连接过多崩溃。这种非高发请求，操作目标很少的SQL，因未使用索引，连带导致整个数据库的查询阻塞，需要极大提高警觉。n 总结：u 影响结果集是搜索条件索引命中的结果集，而非输出和操作的结果集。u 影响结果集越趋近于实际输出或操作的目标结果集，索引效率越高。u 请注意，我这里永远不会讲关于外键和join的优化，因为在我们的体系里，这是根本不允许的！ 架构优化部分会解释为什么。理解执行状态常见分析手段l 慢查询日志，关注重点如下n 是否锁定，及锁定时间u 如存在锁定，则该慢查询通常是因锁定因素导致，本身无需优化，需解决锁定问题。n 影响结果集u 如影响结果集较大，显然是索引项命中存在问题，需要认真对待。l Explain 操作n 索引项使用u 不建议用using index做强制索引，如未如预期使用索引，建议重新斟酌表结构和索引设置。n 影响结果集u 这里显示的数字不一定准确，结合之前提到对数据索引的理解来看，还记得嘛？就把索引当作有序序列来理解，反思SQL。l Set profiling , show profiles for query操作n 执行开销u 注意，有问题的SQL如果重复执行，可能在缓存里，这时要注意避免缓存影响。通过这里可以看到。u 执行时间超过0.005秒的频繁操作SQL建议都分析一下。u 深入理解数据库执行的过程和开销的分布l Show processlistn 状态清单u Sleep 状态， 通常代表资源未释放，如果是通过连接池，sleep状态应该恒定在一定数量范围内l 实战范例： 因前端数据输出时（特别是输出到用户终端）未及时关闭数据库连接，导致因网络连接速度产生大量sleep连接，在网速出现异常时，数据库 too many connections 挂死。l 简单解读，数据查询和执行通常只需要不到0.01秒，而网络输出通常需要1秒左右甚至更长，原本数据连接在0.01秒即可释放，但是因为前端程序未执行close操作，直接输出结果，那么在结果未展现在用户桌面前，该数据库连接一直维持在sleep状态！u Waiting for net, reading from net, writing to netl 偶尔出现无妨l 如大量出现，迅速检查数据库到前端的网络连接状态和流量l 案例: 因外挂程序，内网数据库大量读取，内网使用的百兆交换迅速爆满，导致大量连接阻塞在waiting for net，数据库连接过多崩溃u Locked状态l 有更新操作锁定l 通常使用innodb可以很好的减少locked状态的产生，但是切记，更新操作要正确使用索引，即便是低频次更新操作也不能疏忽。如上影响结果集范例所示。l 在myisam的时代，locked是很多高并发应用的噩梦。所以mysql官方也开始倾向于推荐innodb。u Copy to tmp tablel 索引及现有结构无法涵盖查询条件，才会建立一个临时表来满足查询要求，产生巨大的恐怖的i/o压力。l 很可怕的搜索语句会导致这样的情况，如果是数据分析，或者半夜的周期数据清理任务，偶尔出现，可以允许。频繁出现务必优化之。l Copy to tmp table 通常与连表查询有关，建议逐渐习惯不使用连表查询。l 实战范例：n 某社区数据库阻塞，求救，经查，其服务器存在多个数据库应用和网站，其中一个不常用的小网站数据库产生了一个恐怖的copy to tmp table 操作，导致整个硬盘i/o和cpu压力超载。Kill掉该操作一切恢复。u Sending datal Sending data 并不是发送数据，别被这个名字所欺骗，这是从物理磁盘获取数据的进程，如果你的影响结果集较多，那么就需要从不同的磁盘碎片去抽取数据，l 偶尔出现该状态连接无碍。l 回到上面影响结果集的问题，一般而言，如果sending data连接过多，通常是某查询的影响结果集过大，也就是查询的索引项不够优化。l 如果出现大量相似的SQL语句出现在show proesslist列表中，并且都处于sending data状态，优化查询索引，记住用影响结果集的思路去思考。u Freeing itemsl 理论上这玩意不会出现很多。偶尔出现无碍l 如果大量出现，内存，硬盘可能已经出现问题。比如硬盘满或损坏。u Sorting for l 和Sending data类似，结果集过大，排序条件没有索引化，需要在内存里排序，甚至需要创建临时结构排序。u 其他l 还有很多状态，遇到了，去查查资料。基本上我们遇到其他状态的阻塞较少，所以不关心。分析流程l 基本流程n 详细了解问题状况u Too many connections 是常见表象，有很多种原因。u 索引损坏的情况在innodb情况下很少出现。u 如出现其他情况应追溯日志和错误信息。n 了解基本负载状况和运营状况u 基本运营状况l 当前每秒读请求l 当前每秒写请求l 当前在线用户l 当前数据容量u 基本负载情况l 学会使用这些指令n Top n Vmstatn uptime n iostat n df l Cpu负载构成n 特别关注i/o压力( wa%)n 多核负载分配l 内存占用n Swap分区是否被侵占n 如Swap分区被侵占，物理内存是否较多空闲l 磁盘状态n 硬盘满和inode节点满的情况要迅速定位和迅速处理n 了解具体连接状况u 当前连接数 l Netstat an|grep 3306|wc ll Show processlistu 当前连接分布 show processlistl 前端应用请求数据库不要使用root帐号！n Root帐号比其他普通帐号多一个连接数许可。n 前端使用普通帐号，在too many connections的时候root帐号仍可以登录数据库查询 show processlist!n 记住，前端应用程序不要设置一个不叫root的root帐号来糊弄！非root账户是骨子里的，而不是名义上的。l 状态分布n 不同状态代表不同的问题，有不同的优化目标。n 参见如上范例。l 雷同SQL的分布n 是否较多雷同SQL出现在同一状态u 当前是否有较多慢查询日志l 是否锁定l 影响结果集n 频繁度分析u 写频繁度l 如果i/o压力高，优先分析写入频繁度l Mysqlbinlog 输出最新binlog文件，编写脚本拆分l 最多写入的数据表是哪个l 最多写入的数据SQL是什么l 是否存在基于同一主键的数据内容高频重复写入？n 涉及架构优化部分，参见架构优化-缓存异步更新u 读取频繁度l 如果cpu资源较高，而i/o压力不高，优先分析读取频繁度l 程序中在封装的db类增加抽样日志即可，抽样比例酌情考虑，以不显著影响系统负载压力为底线。l 最多读取的数据表是哪个l 最多读取的数据SQL是什么n 该SQL进行explain 和set profiling判定n 注意判定时需要避免query cache影响u 比如，在这个SQL末尾增加一个条件子句 and 1=1 就可以避免从query cache中获取数据，而得到真实的执行状态分析。 l 是否存在同一个查询短期内频繁出现的情况n 涉及前端缓存优化n 抓大放小，解决显著问题u 不苛求解决所有优化问题，但是应以保证线上服务稳定可靠为目标。u 解决与评估要同时进行，新的策略或解决方案务必经过评估后上线。总结l 要学会怎样分析问题，而不是单纯拍脑袋优化l 慢查询只是最基础的东西，要学会优化0.01秒的查询请求。l 当发生连接阻塞时，不同状态的阻塞有不同的原因，要找到原因，如果不对症下药，就会南辕北辙n 范例：如果本身系统内存已经超载，已经使用到了swap，而还在考虑加大缓存来优化查询，那就是自寻死路了。l 监测与跟踪要经常做，而不是出问题才做n 读取频繁度抽样监测u 全监测不要搞，i/o吓死人。u 按照一个抽样比例抽样即可。u 针对抽样中发现的问题，可以按照特定SQL在特定时间内监测一段全查询记录，但仍要考虑i/o影响。n 写入频繁度监测u 基于binlog解开即可，可定时或不定时分析。n 微慢查询抽样监测u 高并发情况下，查询请求时间超过0.01秒甚至0.005秒的，建议酌情抽样记录。n 连接数预警监测u 连接数超过特定阈值的情况下，虽然数据库没有崩溃，建议记录相关连接状态。l 学会通过数据和监控发现问题，分析问题，而后解决问题顺理成章。特别是要学会在日常监控中发现隐患，而不是问题爆发了才去处理和解决。Mysql 运维优化存储引擎类型l Myisam 速度快，响应快。表级锁是致命问题。l Innodb 目前主流存储引擎n 行级锁 u 务必注意影响结果集的定义是什么u 行级锁会带来更新的额外开销，但是通常情况下是值得的。n 事务提交 u 对i/o效率提升的考虑u 对安全性的考虑l HEAP 内存引擎n 频繁更新和海量读取情况下仍会存在锁定状况内存使用考量l 理论上，内存越大，越多数据读取发生在内存，效率越高l 要考虑到现实的硬件资源和瓶颈分布l 学会理解热点数据，并将热点数据尽可能内存化n 所谓热点数据，就是最多被访问的数据。n 通常数据库访问是不平均的，少数数据被频繁读写，而更多数据鲜有读写。n 学会制定不同的热点数据规则，并测算指标。u 热点数据规模，理论上，热点数据越少越好，这样可以更好的满足业务的增长趋势。u 响应满足度，对响应的满足率越高越好。u 比如依据最后更新时间，总访问量，回访次数等指标定义热点数据，并测算不同定义模式下的热点数据规模性能与安全性考量l 数据提交方式n innodb_flush_log_at_trx_commit = 1 每次自动提交，安全性高，i/o压力大n innodb_flush_log_at_trx_commit = 2 每秒自动提交，安全性略有影响，i/o承载强。l 日志同步n Sync-binlog=1 每条自动更新，安全性高，i/o压力大n Sync-binlog = 0 根据缓存设置情况自动更新，存在丢失数据和同步延迟风险，i/o承载力强。l 性能与安全本身存在相悖的情况，需要在业务诉求层面决定取舍n 学会区分什么场合侧重性能，什么场合侧重安全n 学会将不同安全等级的数据库用不同策略管理存储压力优化l 顺序读写性能远高于随机读写l 日志类数据可以使用顺序读写方式进行l 将顺序写数据和随机读写数据分成不同的物理磁盘，有助于i/o压力的疏解，前提是，你确信你的i/o压力主要来自于可顺序写操作（因随机读写干扰导致不能顺序写，但是确实可以用顺序写方式进行的i/o操作）。运维监控体系l 系统监控n 服务器资源监控u Cpu, 内存，硬盘空间，i/o压力u 设置阈值报警n 服务器流量监控u 外网流量，内网流量u 设置阈值报警n 连接状态监控u Show processlist 设置阈值，每分钟监测，超过阈值记录l 应用监控n 慢查询监控u 慢查询日志u 如果存在多台数据库服务器，应有汇总查阅机制。n 请求错误监控u 高频繁应用中，会出现偶发性数据库连接错误或执行错误，将错误信息记录到日志，查看每日的比例变化。u 偶发性错误，如果数量极少，可以不用处理，但是需时常监控其趋势。u 会存在恶意输入内容，输入边界限定缺乏导致执行出错，需基于此防止恶意入侵探测行为。n 微慢查询监控u 高并发环境里，超过0.01秒的查询请求都应该关注一下。n 频繁度监控u 写操作，基于binlog，定期分析。u 读操作，在前端db封装代码中增加抽样日志，并输出执行时间。u 分析请求频繁度是开发架构 进一步优化的基础u 最好的优化就是减少请求次数！l 总结：n 监控与数据分析是一切优化的基础。n 没有运营数据监测就不要妄谈优化！n 监控要注意不要产生太多额外的负载，不要因监控带来太多额外系统开销Mysql 架构优化架构优化目标防止单点隐患l 所谓单点隐患，就是某台设备出现故障，会导致整体系统的不可用，这个设备就是单点隐患。l 理解连带效应，所谓连带效应，就是一种问题会引发另一种故障，举例而言，memcache+mysql是一种常见缓存组合，在前端压力很大时，如果memcache崩溃，理论上数据会通过mysql读取，不存在系统不可用情况，但是mysql无法对抗如此大的压力冲击，会因此连带崩溃。因A系统问题导致B系统崩溃的连带问题，在运维过程中会频繁出现。n 实战范例： 在mysql连接不及时释放的应用环境里，当网络环境异常（同机房友邻服务器遭受拒绝服务攻击，出口阻塞），网络延迟加剧，空连接数急剧增加，导致数据库连接过多崩溃。n 实战范例2：前端代码 通常我们封装 mysql_connect和memcache_connect，二者的顺序不同，会产生不同的连带效应。如果mysql_connect在前，那么一旦memcache连接阻塞，会连带mysql空连接过多崩溃。n 连带效应是常见的系统崩溃，日常分析崩溃原因的时候需要认真考虑连带效应的影响，头疼医头，脚疼医脚是不行的。方便系统扩容l 数据容量增加后，要考虑能够将数据分布到不同的服务器上。l 请求压力增加时，要考虑将请求压力分布到不同服务器上。l 扩容设计时需要考虑防止单点隐患。安全可控，成本可控l 数据安全，业务安全l 人力资源成本带宽流量成本硬件成本n 成本与流量的关系曲线应低于线性增长（流量为横轴，成本为纵轴）。n 规模优势l 本教程仅就与数据库有关部分讨论，与数据库无关部门请自行参阅其他学习资料。分布式方案分库&拆表方案l 基本认识n 用分库&拆表是解决数据库容量问题的唯一途径。n 分库&拆表也是解决性能压力的最优选择。n 分库 不同的数据表放到不同的数据库服务器中（也可能是虚拟服务器）n 拆表 一张数据表拆成多张数据表，可能位于同一台服务器，也可能位于多台服务器（含虚拟服务器）。l 去关联化原则n 摘除数据表之间的关联，是分库的基础工作。n 摘除关联的目的是，当数据表分布到不同服务器时，查询请求容易分发和处理。n 学会理解反范式数据结构设计，所谓反范式，第一要点是不用外键，不允许Join操作，不允许任何需要跨越两个表的查询请求。第二要点是适度冗余减少查询请求，比如说，信息表，fromuid, touid, message字段外，还需要一个fromuname字段记录用户名，这样查询者通过touid查询后，能够立即得到发信人的用户名，而无需进行另一个数据表的查询。n 去关联化处理会带来额外的考虑，比如说，某一个数据表内容的修改，对另一个数据表的影响。这一点需要在程序或其他途径去考虑。l 分库方案n 安全性拆分u 将高安全性数据与低安全性数据分库，这样的好处第一是便于维护，第二是高安全性数据的数据库参数配置可以以安全优先，而低安全性数据的参数配置以性能优先。参见运维优化相关部分。n 顺序写数据与随机读写数据分库u 顺序数据与随机数据区分存储地址，保证物理i/o优化。这个实话说，我只听说了概念，还没学会怎么实践。n 基于业务逻辑拆分u 根据数据表的内容构成，业务逻辑拆分，便于日常维护和前端调用。u 基于业务逻辑拆分，可以减少前端应用请求发送到不同数据库服务器的频次，从而减少链接开销。u 基于业务逻辑拆分，可保留部分数据关联，前端web工程师可在限度范围内执行关联查询。n 基于负载压力拆分u 基于负载压力对数据结构拆分，便于直接将负载分担给不同的服务器。u 基于负载压力拆分，可能拆分后的数据库包含不同业务类型的数据表，日常维护会有一定的烦恼。l 分表方案n 数据量过大或者访问压力过大的数据表需要切分n 忙闲分表u 单数据表字段过多，可将频繁更新的整数数据与非频繁更新的字符串数据切分u 范例 user表 ，个人简介，地址，QQ号，联系方式，头像 这些字段为字符串类型，更新请求少； 最后登录时间，在线时常，访问次数，信件数这些字段为整数型字段，更新频繁，可以将后面这些更新频繁的字段独立拆出一张数据表，表内容变少，索引结构变少，读写请求变快。n 横向切表u 等分切表，如哈希切表或其他基于对某数字取余的切表。等分切表的优点是负载很方便的分布到不同服务器；缺点是当容量继续增加时无法方便的扩容，需要重新进行数据的切分或转表。而且一些关键主键不易处理。u 递增切表，比如每1kw用户开一个新表，优点是可以适应数据的自增趋势；缺点是往往新数据负载高，压力分配不平均。u 日期切表，适用于日志记录式数据，优缺点等同于递增切表。u 个人倾向于递增切表，具体根据应用场景决定。n 热点数据分表u 将数据量较大的数据表中将读写频繁的数据抽取出来，形成热点数据表。通常一个庞大数据表经常被读写的内容往往具有一定的集中性，如果这些集中数据单独处理，就会极大减少整体系统的负载。u 热点数据表与旧有数据关系l 可以是一张冗余表，即该表数据丢失不会妨碍使用，因源数据仍存在于旧有结构中。优点是安全性高，维护方便，缺点是写压力不能分担，仍需要同步写回原系统。l 可以是非冗余表，即热点数据的内容原有结构不再保存，优点是读写效率全部优化；缺点是当热点数据发生变化时，维护量较大。l 具体方案选择需要根据读写比例决定，在读频率远高于写频率情况下，优先考虑冗余表方案。u 热点数据表可以用单独的优化的硬件存储，比如昂贵的闪存卡或大内存系统。u 热点数据表的重要指标l 热点数据的定义需要根据业务模式自行制定策略，常见策略为，按照最新的操作时间；按照内容丰富度等等。l 数据规模，比如从1000万条数据，抽取出100万条热点数据。l 热点命中率，比如查询10次，多少次命中在热点数据内。l 理论上，数据规模越小，热点命中率越高，说明效果越好。需要根据业务自行评估。u 热点数据表的动态维护l 加载热点数据方案选择n 定时从旧有数据结构中按照新的策略获取n 在从旧有数据结构读取时动态加载到热点数据l 剔除热点数据方案选择n 基于特定策略，定时将热点数据中访问频次较少的数据剔除n 如热点数据是冗余表，则直接删除即可，如不是冗余表，需要回写给旧有数据结构。u 通常，热点数据往往是基于缓存或者key-value方案冗余存储，所以这里提到的热点数据表，其实更多是理解思路，用到的场合可能并不多.l 表结构设计n 查询冗余表设计u 涉及分表操作后，一些常见的索引查询可能需要跨表，带来不必要的麻烦。确认查询请求远大于写入请求时，应设置便于查询项的冗余表。u 实战范例，l 用户分表，将用户库分成若干数据表l 基于用户名的查询和基于uid的查询都是高并发请求。l 用户分表基于uid分成数据表，同时基于用户名做对应冗余表。u 冗余表要点l 数据一致性，简单说，同增，同删，同更新。l 可以做全冗余，或者只做主键关联的冗余，比如通过用户名查询uid，再基于uid查询源表。n 中间数据表u 为了减少会涉及大规模影响结果集的表数据操作，比如count，sum操作。应将一些统计类数据通过中间数据表保存。u 中间数据表应能通过源数据表恢复。u 实战范例：l 论坛板块的发帖量，回帖量，每日新增数据等l 网站每日新增用户数等。l 后台可以通过源数据表更新该数字。n 历史数据表u 历史数据表对应于热点数据表，将需求较少又不能丢弃的数据存入，仅在少数情况下被访问。主从架构l 基本认识n 读写分离对负载的减轻远远不如分库分表来的直接。n 写压力会传递给从表，只读从库一样有写压力，一样会产生读写锁！n 一主多从结构下，主库是单点隐患，很难解决（如主库当机，从库可以响应读写，但是无法自动担当主库的分发功能）n 主从延迟也是重大问题。一旦有较大写入问题，如表结构更新，主从会产生巨大延迟。l 应用场景n 在线热备n 异地分布u 写分布，读统一。u 仍然困难重重，受限于网络环境问题巨多！n 自动障碍转移u 主崩溃，从自动接管n 个人建议，负载均衡主要使用分库方案，主从主要用于热备和障碍转移。l 潜在优化点n 为了减少写压力，有些人建议主不建索引提升i/o性能，从建立索引满足查询要求。个人认为这样维护较为麻烦。而且从本身会继承主的i/o压力，因此优化价值有限。该思路特此分享，不做推荐。故障转移处理l 要点n 程序与数据库的连接，基于虚地址而非真实ip，由负载均衡系统监控。n 保持主从结构的简单化，否则很难做到故障点摘除。l 思考方式n 遍历对服务器集群的任何一台服务器，前端web，中间件，监控，缓存，db等等，假设该服务器出现故障，系统是否会出现异常？用户访问是否会出现异常。n 目标：任意一台服务器崩溃，负载和数据操作均会很短时间内自动转移到其他服务器，不会影响业务的正常进行。不会造成恶性的数据丢失。（哪些是可以丢失的，哪些是不能丢失的）缓存方案缓存结合数据库的读取l Memcached是最常用的缓存系统l Mysql 最新版本已经开始支持memcache插件，但据牛人分析，尚不成熟，暂不推荐。l 数据读取n 并不是所有数据都适合被缓存，也并不是进入了缓存就意味着效率提升。n 命中率是第一要评估的数据。n 如何评估进入缓存的数据规模，以及命中率优化，是非常需要细心分析的。l 实景分析： 前端请求先连接缓存，缓存未命中连接数据库，进行查询，未命中状态比单纯连接数据库查询多了一次连接和查询的操作；如果缓存命中率很低，则这个额外的操作非但不能提高查询效率，反而为系统带来了额外的负载和复杂性，得不偿失。n 相关评估类似于热点数据表的介绍。n 善于利用内存，请注意数据存储的格式及压缩算法。l Key-value 方案繁多，本培训文档暂不展开。缓存结合数据库的写入l 利用缓存不但可以减少数据读取请求，还可以减少数据库写入i/o压力l 缓存实时更新，数据库异步更新n 缓存实时更新数据，并将更新记录写入队列n 可以使用类似mq的队列产品，自行建立队列请注意使用increment来维持队列序号。n 不建议使用 get 后处理数据再set的方式维护队列l 测试范例：l 范例1 $var=Memcache_get($memcon,”var”); $var+;memcache_set($memcon,”var”,$var);这样一个脚本，使用apache ab去跑，100个并发，跑10000次，然后输出缓存存取的数据，很遗憾，并不是1000，而是5000多，6000多这样的数字，中间的数字全在 get & set的过程中丢掉了。原因，读写间隔中其他并发写入，导致数据丢失。l 范例2用memcache_increment来做这个操作，同样跑测试会得到完整的10000，一条数据不会丢。l 结论： 用increment存储队列编号，用标记+编号作为key存储队列内容。n 后台基于缓存队列读取更新数据并更新数据库l 基于队列读取后可以合并更新l 更新合并率是重要指标l 实战范例：某论坛热门贴，前端不断有views=views+1数据更新请求。缓存实时更新该状态后台任务对数据库做异步更新时，假设执行周期是5分钟，那么五分钟可能会接收到这样的请求多达数十次乃至数百次，合并更新后只执行一次update即可。类似操作还包括游戏打怪，生命和经验的变化；个人主页访问次数的变化等。n 异步更新风险l 前后端同时写，可能导致覆盖风险。l 使用后端异步更新，则前端应用程序就不要写数据库，否则可能造成写入冲突。一种兼容的解决方案是，前端和后端不要写相同的字段。l 实战范例：用户在线上时，后台异步更新用户状态。管理员后台屏蔽用户是直接更新数据库。结果管理员屏蔽某用户操作完成后，因该用户在线有操作，后台异步更新程序再次基于缓存更新用户状态，用户状态被复活，屏蔽失效。l 缓存数据丢失或服务崩溃可能导致数据丢失风险。l 如缓存中间出现故障，则缓存队列数据不会回写到数据库，而用户会认为已经完成，此时会带来比较明显的用户体验问题。l 一个不彻底的解决方案是，确保高安全性，高重要性数据实时数据更新，而低安全性数据通过缓存异步回写方式完成。此外，使用相对数值操作而不是绝对数值操作更安全。n 范例：支付信息，道具的购买与获得，一旦丢失会对用户造成极大的伤害。而经验值，访问数字，如果只丢失了很少时间的内容，用户还是可以容忍的。n 范例：如果使用 Views=Views+的操作，一旦出现数据格式错误，从binlog中反推是可以进行数据还原，但是如果使用Views=特定值的操作，一旦缓存中数据有错误，则直接被赋予了一个错误数据，无法回溯！l 异步更新如出现队列阻塞可能导致数据丢失风险。l 异步更新通常是使用缓存队列后，在后台由cron或其他守护进程写入数据库。如果队列生成的速度后台更新写入数据库的速度，就会产生阻塞，导致数据越累计越多，数据库响应迟缓，而缓存队列无法迅速执行，导致溢出或者过期失效。l