结构化查询语言（SQL）是在关系数据库中管理数据的强大工具，为 MySQL、Postgres、Oracle、SQL Server 等广泛使用的系统提供支持。
通过 SQL 语句，开发人员可以毫不费力地执行数据创建、更新和删除等各种数据库功能操作。
随着数据量和技术复杂性的增加，优化 MySQL 数据库对于提供无缝的最终用户体验和降低基础设施成本至关重要。
在本教程中，我们将探讨 MySQL 性能调优工具，这些工具可帮助数据库专业人员识别瓶颈、审查查询执行计划并消除臆测。准备好释放 MySQL 数据库的全部潜能吧！
MySQL性能优化建议
优化数据库性能和 MySQL 查询执行对于最大限度地提高系统性能至关重要。然而，对于开发人员来说，SQL 调整可能既复杂又耗时，需要专业技术知识才能理解和编写不同的执行计划。
由于独特的 SQL 语句面临不确定的调整方法的挑战，因此掌握数据库性能调整在当今数据驱动的环境中至关重要。
MySQL性能优化的优势
以下是 MySQL 性能调优的优势：
- 成本优化：确定性能驱动因素可以避免过度配置，并通过合理调整服务器规模来降低成本。优化后的 MySQL 配置可将服务器 CPU 利用率最多降低 50%，从而降低运营成本。
- 提高性能：为优化 MySQL 查询性能而调整数据库，可提高性能并增强功能。
- 增强数据检索：优化后的 MySQL 数据库可加快数据检索速度、减少延迟并改善整体用户体验。
- 减少任务负荷：经过适当调整的数据库可降低不必要的任务负载，优化系统资源并提高效率。
- 优化数据存储：从性能调整中获得的洞察力有助于确定移动数据存储或增加服务器容量是否能提高性能以及提高多少。
- 提高可扩展性：优化性能可增强可扩展性，使数据库能够无缝管理不断增长的数据负载，同时保持最佳性能水平。
- 提高查询执行速度：经过良好调整的查询执行时间平均可提高 70%。
- 更快的应用响应时间：经过优化的 MySQL 数据库可将应用响应时间最多缩短 40%。
MySQL服务器性能调优的9个技巧
优化 MySQL 性能对于确保数据库高效运行至关重要，这将影响业务运营。
本节介绍一些 MySQL 性能调优技巧，您可以利用这些技巧提高 MySQL 查询的速度和效率，降低数据库故障风险，优化数据库性能。
1. 使用索引策略优化MySQL性能
Source: devart
索引对于优化数据库性能，尤其是缩短查询执行时间至关重要。编写能有效利用索引的查询至关重要。应在经常查询的列上创建索引，如主键或 JOIN 或 WHERE 子句中使用的列。
但是，过多的索引会降低写入速度并增加磁盘空间使用量，从而对数据库性能产生负面影响。因此，必须根据应用程序的要求有策略地创建索引，以避免过度索引并保持最佳性能。
2. 避免在谓词中使用函数
如果列中预定义了某些函数，数据库就不会使用索引。
例如
SELECT * FROM TABLE1 WHERE UPPER(COL1)='ABC'
由于使用了 UPPER() 函数，数据库没有使用 COL1 上的索引。如果在 SQL 中没有办法避免使用该函数，则必须创建新的基于函数的索引或在数据库中生成自定义列，以提高性能。
3. 避免在谓词开头使用通配符 (%)
谓词 LIKE ‘%abc’ 会导致全表扫描。例如
SELECT * FROM TABLE1 WHERE COL1 LIKE '%ABC'
在大多数情况下，这种通配符的使用会带来很大的性能限制。
4. 避免在选择子句中使用不必要的列
不要使用“SELECT *”，而应在 SELECT 子句中指定列来提高 MySQL 性能。因为不必要的列会给数据库带来额外负担，降低数据库性能和整个系统进程。
5. 使用内连接而不是外连接
Source: devart
只有在必要时才使用外连接。不必要地使用外连接不仅会限制数据库性能，还会限制 MySQL 查询优化选项，导致 SQL 语句执行速度变慢。
6. 仅在必要时使用DISTINCT和UNION
在没有任何主要目的的情况下使用 UNION 和 DISTINCT 操作符会导致不必要的排序和 SQL 执行速度减慢。与其使用 UNION，不如使用 UNION ALL，这样可以提高执行效率，更精确地提高 MySQL 性能。
7. 在何处使用ORDER BY
ORDER BY 关键字按预定义语句列对结果集进行排序。虽然该语句为数据库管理员获取排序数据带来了优势，但它也会对 SQL 执行的性能造成一定影响。因为查询首先需要对数据进行排序，才能生成最终结果集，这就导致 SQL 执行过程中的操作有点复杂。
8. 如何加快MySQL查询
Source: alibabacloud
关于子查询，我能给你的最重要的建议是，至少在当前版本的 MySQL 中，你必须尽可能选择连接。
子查询是优化团队紧张工作的主题，即将发布的 MySQL 版本可能会对子查询进行更多优化。
检查哪些优化最终会出现在发布的代码中，以及它们会带来多大的不同。我想说的是，“首选连接 ”并不是面向未来的建议。服务器正在变得越来越聪明，你必须告诉它如何做某事而不是返回什么结果的情况越来越少。
9. 优化查询
队列从核心开始就会影响数据库性能，并可能在你不知情的情况下进入你的应用程序数据库。例如，如果您为特定项目设置了一个状态，以便“相关进程”可以访问它，那么您就无意中创建了一个队列。这样做的结果是，在没有任何主要原因的情况下，增加了访问资源的额外加载时间。
Source: devart
队列导致问题的主要原因有两个。它们会将工作负载序列化，阻止任务的并行完成，而且往往会导致表中包含处理中的工作和已完成任务的历史数据。这会增加应用程序的延迟，妨碍 MySQL 性能调整。
如果您的网站使用 WordPress 搭建，推荐阅读针对 WordPress 网站的 MySQL 优化建议，当然本教程的技巧和建议也适用于 WordPress 网站数据库。
保持MySQL最佳性能的安全措施
保持最佳 MySQL 性能的一个关键方面是实施强有力的安全措施。
随着企业需要存储和管理的数据量不断增加，确保MySQL数据库的最佳性能变得越来越重要。
要确保 MySQL 的最佳性能，就必须实施安全措施。让我们详细了解一下。
性能和安全简介
性能和安全通常被认为是相互对立的目标，但如果配置正确，二者是可以兼得的。大多数与安全相关的性能问题都是由于 SSL/TLS 配置错误或日志记录过多造成的。以下是一些在保证强大安全性的同时实现最佳性能的方法：
SSL/TLS配置
- 评估 SSL 需求： 评估你的环境是否需要 SSL/TLS。如果在防火墙后面工作，内部连接可能不需要加密。
- 适当的会话缓存大小： 确保 SSL 会话缓存大小合适，将开销降至最低。这会对连接吞吐量产生很大影响。
- 加密对性能的影响： 加密对安全性很重要，但会增加开销。MySQL 的本地 SSL 支持会导致严重的性能下降，尤其是在连接建立期间。如果可能，请使用 SSH 隧道等外部加密技术。
用户管理和访问控制
- 分级访问系统： 建立一个分层访问系统，让用户扮演不同的角色：
- 管理员账户： 用于基本维护操作。
- 特定应用程序用户： 范围受限，以限制因账户被盗而可能造成的损失。
- 只读账户： 用于报告目的，以避免无意中修改数据。
- 最小权限原则： 只赋予用户执行其工作所需的权限，以限制未经授权的使用或数据泄漏的机会。
监控和审计
- 常规查询日志和审计日志： 使用日志跟踪数据库活动和安全相关事件。但要注意启用这些日志（尤其是常规查询日志）对性能的影响。
- 性能模式： 使用性能模式监控可能反映潜在安全威胁的性能指标，如意外查询模式或资源使用峰值。
2. 防止SQL注入攻击
SQL 注入攻击是一种常见的网络攻击，即在 MySQL 查询中注入恶意 SQL 语句以获得未经授权的访问。这些攻击会导致 MySQL 数据库性能问题、崩溃甚至完全失效。因此，使用干净的用户输入和预编译语句（如将用户输入与 SQL 代码分开的预编译 SQL 语句）非常重要。
3. 确保数据完整性
数据完整性是保持 MySQL 最佳性能的关键。数据丢失会影响 MySQL 数据库的性能，导致数据不一致或业务信息丢失。实施安全措施（如确保数据完整性的备份和灾难恢复计划）至关重要。
MySQL性能调优：服务器配置和硬件
数据库运行需要四种基本资源。CPU、磁盘、内存和网络。如果其中任何一项功能不正常，最终都会影响数据库服务器，导致性能低下。
要正确理解基本资源，需要关注两个特定领域，即选择正确的硬件和排除硬件故障。
- 中央处理器：CPU 在数据库中执行查询和处理数据。为确保获得最佳的 MySQL 性能，必须选择具有高时钟速度和多内核的 CPU。
- 内存：MySQL 数据库在很大程度上依赖 RAM 来缓存数据并在内存中执行操作。要提高 MySQL 性能，必须确保服务器有足够的 RAM 来适应数据库的大小和工作量。
- 存储：用于 MySQL 数据库的存储类型也会对性能产生重大影响。固态硬盘（SSD）通常比传统硬盘（HDD）更快，可以提高 MySQL 数据库的性能。
- 网络：MySQL 服务器和客户端之间网络连接的速度和可靠性也会影响性能。
- 服务器配置：最后，服务器配置也会对 MySQL 性能产生重大影响。配置 MySQL 以使用适当的缓冲区大小、线程池和其他设置，可以提高性能并减少磁盘访问需求。
无论是 PHP 基准测试还是故障排除，都要始终检查所有基本资源的性能。从质量上验证它们的性能是否符合规范中的改进要求。定期进行这种审核可以快速解决出现的主要问题。
分页查询
有分页功能的应用程序会给服务器带来压力，因为它们经常以不使用索引的方式对数据进行分组和排序，并使用 LIMIT 和偏移量来生成和丢弃行，从而给服务器带来不必要的工作。
可以在用户界面上进行优化，显示下一页的链接，而不是显示结果中的确切页数和单个页面的链接。还可以防止访问无关页面。
在查询方面，与其使用带有偏移量的 LIMIT，不如多选择一条记录并将其指定为下一组结果的起点，这样会更有效率。例如，如果用户已经查看了 101 到 120 行，那么查询大于或等于 121 的行，并将其限制为 21，就可以显示下一页。
MySQL性能调优：MySQL中的查询缓存
衡量性能的另一个重要方面是缓存内容。MySQL 提供数据库查询缓存，可以缓存 SELECT 语句文本和检索结果。
因此，每当你复制数据库时，只要调用 MySQL 查询缓存，它就会响应你并显示缓存中的结果，而且不会重复解析调用。这样，你就可以最大限度地优化 MySQL 缓存过程。
了解查询缓存
查询缓存是 MySQL 中的一个选项，它可以缓存频繁重复查询的结果，从而减少重复查询，节省性能。不过，自 MySQL 8.0 起，它已被弃用。
查询缓存的限制
- 表更改无效： 无论对表做任何更改，都会使缓存中与该表相关的所有查询失效，从而导致缓存重复失效。
- 性能开销： 维护缓存会产生开销，尤其是在高并发情况下。
查询缓存的替代方案
- 内存表：对经常访问的数据使用内存表，以尽量减少磁盘 I/O。
- 外部缓存解决方案：使用 Redis 或 Memcached 等外部缓存解决方案来缓存查询结果或经常访问的数据。这些解决方案更具灵活性，可在应用程序的多个实例之间共享。
- ProxySQL：使用 ProxySQL 作为具有固有缓存功能的数据库代理。它可对缓存策略进行更精细的控制，并可设置为缓存某些查询，而无需更改应用程序代码。
- Readyset：使用 Readyset 进行查询结果缓存，它可提供自动缓存失效功能，并与 ProxySQL 配合使用。
- 应用层缓存：在应用程序代码中缓存数据或查询结果。这可以实现精细控制，但需要额外的开发时间。
监控查询缓存性能（针对MySQL旧版本）
利用 SHOW ENGINE INNODB STATUS 命令观察查询缓存性能并检测潜在瓶颈。根据工作负载特征调整查询缓存设置，最大限度地提高其效率
Mysql查询缓存设置
要设置 MySQL 查询缓存，必须在 MySQL 中添加一些设置。首先，必须使用以下命令检查查询缓存是否可用：
mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'have_query_cache';
结果将显示“YES”。这意味着 MySQL 缓存工作正常。
+------------------+-------+ | Variable_name | Value | +------------------+-------+ | have_query_cache | YES | +------------------+-------+
现在，你可以设置 MySQL 查询缓存的大小和类型。请记住，最小默认大小是 40KB。最大为 32MB。你可以使用以下命令设置 MySQL query_cache_size：
mysql> SET GLOBAL query_cache_size = 40000;
查询缓存类型可决定所有连接的行为。您还可以禁用查询缓存，例如：
mysql> SET SESSION query_cache_type = OFF;
您还可以设置 0、1 和 2 等值来设置连接状态。
使用Memcached和应用程序级缓存
Memcached 是一种流行的开源缓存系统，可用于在内存中缓存查询结果或其他数据。可以将 MySQL 配置为使用 Memcached 插件，这样就能快速缓存和检索数据。
Memcached 将值 (v) 与键 (k) 一起存储，并检索与键 (k) 一起的值 (v)，甚至无需解析数据库查询，从而避免了所有这些麻烦。
要了解有关 Memcached 的更多信息，请阅读Memcached vs Redis：选择适合你的内存缓存指南。
应用程序级缓存
应用层缓存指的是在应用层缓存数据，通常是在内存中缓存，以避免从数据库中频繁访问数据。在数据库中，这种技术可用于缓存经常访问的数据或计算结果，以提高与数据库交互的应用程序的性能。
对于经常检索相同数据或对偶尔变化的数据执行复杂计算的应用程序来说，应用级缓存尤其有用。当应用程序需要从数据库检索数据时，就会出现这种情况。它可以首先检查内存中是否已经缓存了数据。
内容分发网络（CDN）
通过在 CDN 中缓存内容，可以减少数据库的负载，从而加快响应速度并提高可扩展性。CDN 通常用于缓存静态资产，如图片、视频和 JavaScript 文件，以提高网站和应用程序的速度和性能。
MySQL性能分析监控工具
MySQL 性能调优涉及优化 MySQL 数据库的性能，以改善查询响应时间、减少服务器负载并提高数据库的整体性能。有几种工具可用于 MySQL 性能调优，例如
1. MySQLTuner
Source: MySQLTuner
MySQLTuner 是一个 Perl 脚本，可帮助 MySQL 数据库管理员全面分析 MySQL 服务器配置，并提供优化特定数据库配置参数（如查询缓存、线程处理和缓冲区大小）的建议。
不过，需要注意的是，在生产环境中实施 MySQLTuner 提供的建议之前，应先对其进行审查和测试。
2. VividCortex
Source: SolarWinds
VividCortex 是一款功能强大的工具，用于监控和优化云原生环境中的数据库性能，为优化数据库性能和提高应用程序性能提供实时见解和建议。
3. MySQL Workbench
Source: MySQL Workbench
MySQL Workbench是一个集成开发环境（IDE），专为高效管理和开发MySQL数据库而设计。它提供了一套全面的功能，便于创建、可视化和修改数据库模式，以及管理用户、权限和安全配置的强大工具。
4. Datadog MySQL
Source: Datadog 控制面板
Datadog 的 MySQL 监控工具提供了一套广泛的功能，可满足现代数据库管理的需求。Datadog 的 MySQL 监控提供广泛的预定义指标，如 CPU 利用率、内存使用率、查询性能和复制滞后等。
此外，Datadog 还允许用户自定义监控配置，以满足其特定需求，使其能够跟踪与数据库环境最相关的指标。
小结
本教程分享了 MySQL 数据库的最佳实践和性能调整技巧，是后端开发人员解决数据库性能低下问题的全面指南。
警告：在操作数据库之前，请务必先对数据库做好备份工作，以免造成不可逆的损失和灾难！
通过实施这些技巧，您可以优化数据库性能、缩短查询时间并提升整体用户体验。无论您的目标是提高性能还是可扩展性，这些技巧对任何寻求优化 MySQL 数据库的人都很有用。在尖端 PHP 虚拟主机的支持下，你将见证自己的数据库效率达到新的高度。
如果你想补充你对这个话题的看法，或者想提出一些相关问题，请随时在评论区写下你的评论。
常见问题
问：如何调整 MySQL 数据库以获得最佳性能？
答：要调整 MySQL 以获得最佳性能，重点是优化服务器配置、使用适当的索引和启用缓存机制。定期监控性能，调整查询和硬件设置以满足您的需求。
问：如何让我的 MySQL 查询运行得更快？
答：要加快 MySQL 查询，应避免在谓词中使用不必要的函数，优化子查询，并限制所选列。尽量减少 DISTINCT 和 UNION 的使用，确保查询使用适当的索引。
问：如何修复 MySQL 性能问题？
答：通过优化查询、有效使用索引以及确保硬件和配置设置正确来修复 MySQL 性能问题。定期的性能监控和调整对保持最佳结果至关重要。
问：如何提高 MySQL 中的索引性能？
答：通过为 WHERE、ORDER BY 和 GROUP BY 子句中使用的列建立索引来提高索引性能。避免不必要的表扫描，必要时升级硬件以提高索引效率。
问：如何提高 MySQL 中 ORDER BY 的性能？
要提高 ORDER BY 性能，请确保 MySQL 可以使用索引而不是手动排序数据。调整较大数据集的 sort_buffer_size，以加快排序过程。
问：如何减少 MySQL 中的获取时间？
要缩短提取时间，请明智地使用索引并避免 SELECT * 查询。尽量减少子查询，使用 EXPLAIN 命令分析查询执行计划，找出并解决瓶颈问题。
问：如何解决 MySQL 查询速度慢的问题？
要解决查询速度慢的问题，请定期运行 ANALYZE 和 OPTIMIZE TABLE 命令，避免在索引列上使用函数，并确保查询没有被其他进程阻塞。
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