搜索
第6666章影响MySQLMySQLMySQLMySQLServerServerServerServer性能的相关因素前言：大部分人都一致认为一个数据库应用系统（这里的数据库应用系统概指所有使用数据库的系统）的性能瓶颈最容易出现在数据的操作方面，而数据库应用系统的大部分数据操作都是通过数据库管理软件所提供的相关接口来完成的。所以数据库管理软件也就很自然的成为了数据库应用系统的性能瓶颈所在，这是当前业界比较普遍的一个看法。但我们的应用系统的性能瓶颈真的完全是因为数据库管理软件和数据库主机自身造成的吗？我们将通过本章的内容来进行一个较为深入的分析，让大家了解到一个数据库应用系统的性能到底与哪些地方有关，让大家寻找出各自应用系统的出现性能问题的根本原因，而尽可能清楚的知道该如何去优化自己的应用系统。考虑到本书的数据库对象是MySQL，而MySQL最多的使用场景是WEB应用，那么我们就以一个WEB应用系统为例，逐个分析其系统构成，结合笔者在大型互联网公司从事DBA工作多年的经验总结，分析出数据库应用系统中各个环境对性能的影响。6.16.16.16.1商业需求对性能的影响商业需求对性能的影响商业需求对性能的影响商业需求对性能的影响应用系统中的每一个功能在设计初衷肯定都是出于为用户提供某种服务，或者满足用户的某种需求，但是，并不是每一个功能在最后都能很成功，甚至有些功能的推出可能在整个系统中是画蛇添足。不仅没有为用户提高任何体验度，也没有为用户改进多少功能易用性，反而在整个系统中成为一个累赘，带来资源的浪费。不合理需求造成资源投入产出比过低需求是否合理很多时候可能并不是很容易界定，尤其是作为技术人员来说，可能更难以确定一个需求的合理性。即使指出，也不一定会被产品经历们认可。那作为技术人员的我们怎么来证明一个需求是否合理呢？第一、每次产品经理们提出新的项目（或者功能需求）的时候，应该要求他们同时给出该项目的预期收益的量化指标，以备项目上先后统计评估投入产出比率；第二、在每次项目进行过程中，应该详细记录所有的资源投入，包括人力投入，硬件设施的投入，以及其他任何项目相关的资源投入；第三、项目（或者功能需求）上线之后应该及时通过手机相关数据统计出项目的实际收益值，以便计算投入产出比率的时候使用；第四、技术部门应该尽可能推动设计出一个项目（或者功能需求）的投入产出比率的计算规则。在项目上线一段时间之后，通过项目实际收益的统计数据和项目的投入资源量，计算出整个项目的实际投入产出值，并公布给所有参与项目的部门知晓，同时存放以备后查。有了实际的投入产出比率，我们就可以和项目立项之初产品经理们的预期投入产出比率做出比较，判定出这个项目做的是否值得。而且当积累了较多的项目投入产出比率之后，我们可以根据历史数据分析出一个项目合理的投入产出比率应该是多少。这样，在项目立项之初，我们就可以判定出产品经理们的预期投入产出比率是否合理，项目是否真的有进行的必要。有了实际的投入产出比率之后，我们还可以拿出数据给老板们看，让他知道功能并不是越多越好，让他知道有些功能是应该撤下来的，即使撤下该功能可能需要投入不少资源。实际上，一般来说，在产品开发及运营部门内部都会做上面所说的这些事情的。但很多时候可能更多只是一种形式化的过程。在有些比较规范的公司可能也完成了上面的大部分流程，但是要么数据不公开，要么公开给其他部门的数据存在一定的偏差，不具备真实性。为什么会这样？其实就一个原因，就是部门之间的利益冲突及业绩冲突问题。产品经理们总是希望尽可能的让用户觉得自己设计的产品功能齐全，让老板觉得自己做了很多事情。但是从来都不会去关心因为做一个功能所带来的成本投入，或者说是不会特别的关心这一点。而且很多时候他们也并不能太理解技术方面带来的复杂度给产品本身带来的负面影响。这里我们就拿一个看上去很简单的功能来分析一下。需求：一个论坛帖子总量的统计附加要求：实时更新在很多人看来，这个功能非常容易实现，不就是执行一条SELECTCOUNT(*)的Query就可以得到结果了么？是的，确实只需要如此简单的一个Query就可以得到结果。但是，如果我们采用不是MyISAM存储引擎，而是使用的Innodb的存储引擎，那么大家可以试想一下，如果存放帖子的表中已经有上千万的帖子的时候，执行这条Query语句需要多少成本？恐怕再好的硬件设备，恐怕都不可能在10秒之内完成一次查询吧。如果我们的访问量再大一点，还有人觉得这是一件简单的事情么？既然这样查询不行，那我们是不是该专门为这个功能建一个表，就只有一个字段，一条记录，就存放这个统计量，每次有新的帖子产生的时候，都将这个值增加1，这样我们每次都只需要查询这个表就可以得到结果了，这个效率肯定能够满足要求了。确实，查询效率肯定能够满足要求，可是如果我们的系统帖子产生很快，在高峰时期可能每秒就有几十甚至上百个帖子新增操作的时候，恐怕这个统计表又要成为大家的噩梦了。要么因为并发的问题造成统计结果的不准确，要么因为锁资源争用严重造成整体性能的大幅度下降。其实这里问题的焦点不应该是实现这个功能的技术细节，而是在于这个功能的附加要求“实时更新”上面。当一个论坛的帖子数量很大了之后，到底有多少人会关注这个统计数据是否是实时变化的？有多少人在乎这个数据在短时间内的不精确性？我想恐怕不会有人会傻傻的盯着这个统计数字并追究当自己发了一个帖子然后回头刷新页面发现这个统计数字没有加1吧？即使明明白白的告诉用户这个统计数据是每过多长时间段更新一次，那有怎样？难道会有很多用户就此很不爽么？只要去掉了这个“实时更新”的附加条件，我们就可以非常容易的实现这个功能了。就像之前所提到的那样，通过创建一个统计表，然后通过一个定时任务每隔一定时间段去更新一次里面的统计值，这样既可以解决统计值查询的效率问题，又可以保证不影响新发贴的效率，一举两得。实际上，在我们应用的系统中还有很多很多类似的功能点可以优化。如某些场合的列表页面参与列表的数据量达到一个数量级之后，完全可以不用准确的显示这个列表总共有多少条信息，总共分了多少页，而只需要一个大概的估计值或者一个时间段之前的统计值。这样就省略了我们的分页程序需要在分以前实时COUNT出满足条件的记录数。其实，在很多应用系统中，实时和准实时，精确与基本准确，在很多地方所带来的性能消耗可能是几个性能的差别。在系统性能优化中，应该尽量分析出那些可以不实时和不完全精确的地方，作出一些相应的调整，可能会给大家带来意想不到的巨大性能提升。无用功能堆积使系统过度复杂影响整体性能很多时候，为系统增加某个功能可能并不需要花费太多的成本，而要想将一个已经运行了一段时间的功能从原有系统中撤下来却是非常困难的。首先，对于开发部门，可能要重新整理很多的代码，找出可能存在与增加该功能所编写的代码有交集的其他功能点，删除没有关联的代码，修改有关联的代码；其次，对于测试部门，由于功能的变动，必须要回归测试所有相关的功能点是否正常。可能由于界定困难，不得不将回归范围扩展到很大，测试工作量也很大。最后，所有与撤除下线某个功能相关的工作参与者来说，又无法带来任何实质性的收益，而恰恰相反是，带来的只可能是风险。由于上面的这几个因素，可能很少有公司能够有很完善的项目（或者功能）下线机制，也很少有公司能做到及时将系统中某些不合适的功能下线。所以，我们所面对的应用系统可能总是越来越复杂，越来越庞大，短期内的复杂可能并无太大问题，但是随着时间的积累，我们所面对的系统就会变得极其臃肿。不仅维护困难，性能也会越来越差。尤其是有些并不合理的功能，在设计之初或者是刚上线的时候由于数据量较小，带来不了多少性能损耗。可随着时间的推移，数据库中的数据量越来越大，数据检索越来越困难，对真个系统带来的资源消耗也就越来越大。而且，由于系统复杂度的不断增加，给后续其他功能的开发带来实现的复杂度，可能很多本来很简单的功能，因为系统的复杂而不得不增加很多的逻辑判断，造成系统应用程序的计算量不断增加，本身性能就会受到影响。而如果这些逻辑判断还需要与数据库交互通过持久化的数据来完成的话，所带来的性能损失就更大，对整个系统的性能影响也就更大了。6666....2222系统架构及实现对性能的影响系统架构及实现对性能的影响系统架构及实现对性能的影响系统架构及实现对性能的影响一个WEB应用系统，自然离不开Web应用程序（WebApp）和应用程序服务器（AppServer）。AppServer我们能控制的内容不多，大多都是使用已经久经考验的成熟产品，大家能做的也就只是通过一些简单的参数设置调整来进行调优，不做细究。而WebApp大部分都是各自公司根据业务需求自行开发，可控性要好很多。所以我们从Web应用程序着手分析一个应用程序架构的不同设计对整个系统性能的影响将会更合适。上一节中商业需求告诉了我们一个系统应该有什么不应该有什么，系统架构则则决定了我们系统的构建环境。就像修建一栋房子一样，在清楚了这栋房子的用途之后，会先有建筑设计师来画出一章基本的造型图，然后还需要结构设计师为我们设计出结构图。系统架构设计的过程就和结构工程好似设计结构图一样，需要为整个系统搭建出一个尽可能最优的框架，让整个系统能够有一个稳定高效的结构体系让我们实现各种商业需求。谈到应用系统架构的设计，可能有人的心里会开始嘀咕，一个DBA有什么资格谈论人家架构师（或者程序员）所设计的架构？其实大家完全没有必要这样去考虑，我们谈论架构只是分析各种情形下的性能消耗区别，仅仅是根据自己的专业特长来针对相应架构给出我们的建议及意见，并不是要批判架构整体的好坏，更不是为了推翻某个架构。而且我们所考虑的架构大多数时候也只是数据层面相关的架构。我们数据库中存放的数据都是适合在数据库中存放的吗？对于有些开发人员来说，数据库就是一个操作最方便的万能存储中心，希望什么数据都存放在数据库中，不论是需要持久化的数据，还是临时存放的过程数据，不论是普通的纯文本格式的字符数据，还是多媒体的二进制数据，都喜欢全部塞如数据库中。因为对于应用服务器来说，数据库很多时候都是一个集中式的存储环境，不像应用服务器那样可能有很多台；而且数据库有专门的DBA去帮忙维护，而不像应用服务器很多时候还需要开发人员去做一些维护；还有一点很关键的就是数据库的操作非常简单统一，不像文件操作或者其他类型的存储方式那么复杂。其实我个人认为，现在的很多数据库为我们提供了太多的功能，反而让很多并不是太了解数据库的人错误的使用了数据库的很多并不是太擅长或者对性能影响很大的功能，最后却全部怪罪到数据库身上。实际上，以下几类数据都是不适合在数据库中存放的：1.二进制多媒体数据将二进制多媒体数据存放在数据库中，一个问题是数据库空间资源耗用非常严重，另一个问题是这些数据的存储很消耗数据库主机的CPU资源。这种数据主要包括图片，音频、视频和其他一些相关的二进制文件。这些数据的处理本不是数据的优势，如果我们硬要将他们塞入数据库，肯定会造成数据库的处理资源消耗严重。2.流水队列数据我们都知道，数据库为了保证事务的安全性（支持事务的存储引擎）以及可恢复性，都是需要记录所有变更的日志信息的。而流水队列数据的用途就决定了存放这种数据的表中的数据会不断的被INSERT，UPDATE和DELETE，而每一个操作都会生成与之对应的日志信息。在MySQL中，如果是支持事务的存储引擎，这个日志的产生量更是要翻倍。而如果我们通过一些成熟的第三方队列软件来实现这个Queue数据的处理功能，性能将会成倍的提升。3.超大文本数据对于5.0.3之前的MySQL版本，VARCHAR类型的数据最长只能存放255个字节，如果需要存储更长的文本数据到一个字段，我们就必须使用TEXT类型（最大可存放64KB）的字段，甚至是更大的LONGTEXT类型（最大4GB）。而TEXT类型数据的处理性能要远比VARCHAR类型数据的处理性能低下很多。从5.0.3版本开始，VARCHAR类型的最大长度被调整到64KB了，但是当实际数据小于255Bytes的时候，实际存储空间和实际的数据长度一样