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大数据量高并发的数据库优化

发布时间: 2022-10-04 15:40:53

1. 新人求助,大数据量高并发情况下写入数据库问题

1、如果硬件允许搞个读写分离。
2、读取数据的时候采用脏读方式,有效提高读取性能
3、插入的时候大批量比如10W条,可以分开10次1W插入,有效提高写入性能,但尽量不要1条1条来,会造成大量事务日志

2. 数据库性能优化有哪些措施

1、调整数据结构的设计。这一部分在开发信息系统之前完成,程序员需要考虑是否使用ORACLE数据库的分区功能,对于经常访问的数据库表是否需要建立索引等。

2、调整应用程序结构设计。这一部分也是在开发信息系统之前完成,程序员在这一步需要考虑应用程序使用什么样的体系结构,是使用传统的Client/Server两层体系结构,还是使用Browser/Web/Database的三层体系结构。不同的应用程序体系结构要求的数据库资源是不同的。

3、调整数据库SQL语句。应用程序的执行最终将归结为数据库中的SQL语句执行,因此SQL语句的执行效率最终决定了ORACLE数据库的性能。ORACLE公司推荐使用ORACLE语句优化器(Oracle Optimizer)和行锁管理器(row-level manager)来调整优化SQL语句。

4、调整服务器内存分配。内存分配是在信息系统运行过程中优化配置的,数据库管理员可以根据数据库运行状况调整数据库系统全局区(SGA区)的数据缓冲区、日志缓冲区和共享池的大小;还可以调整程序全局区(PGA区)的大小。需要注意的是,SGA区不是越大越好,SGA区过大会占用操作系统使用的内存而引起虚拟内存的页面交换,这样反而会降低系统。

5、调整硬盘I/O,这一步是在信息系统开发之前完成的。数据库管理员可以将组成同一个表空间的数据文件放在不同的硬盘上,做到硬盘之间I/O负载均衡。

6、调整操作系统参数,例如:运行在UNIX操作系统上的ORACLE数据库,可以调整UNIX数据缓冲池的大小,每个进程所能使用的内存大小等参数。

数据库(Database)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库,它产生于距今六十多年前,随着信息技术和市场的发展,特别是二十世纪九十年代以后,数据管理不再仅仅是存储和管理数据,而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。数据库有很多种类型,从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。

在信息化社会,充分有效地管理和利用各类信息资源,是进行科学研究和决策管理的前提条件。数据库技术是管理信息系统、办公自动化系统、决策支持系统等各类信息系统的核心部分,是进行科学研究和决策管理的重要技术手段。

在经济管理的日常工作中,常常需要把某些相关的数据放进这样的“仓库”,并根据管理的需要进行相应的处理。

例如,企业或事业单位的人事部门常常要把本单位职工的基本情况(职工号、姓名、年龄、性别、籍贯、工资、简历等)存放在表中,这张表就可以看成是一个数据库。有了这个"数据仓库"我们就可以根据需要随时查询某职工的基本情况,也可以查询工资在某个范围内的职工人数等等。这些工作如果都能在计算机上自动进行,那我们的人事管理就可以达到极高的水平。此外,在财务管理、仓库管理、生产管理中也需要建立众多的这种"数据库",使其可以利用计算机实现财务、仓库、生产的自动化管理。

(2)大数据量高并发的数据库优化扩展阅读

数据库,简单来说是本身可视为电子化的文件柜--存储电子文件的处所,用户可以对文件中的数据进行新增、截取、更新、删除等操作。

数据库指的是以一定方式储存在一起、能为多个用户共享、具有尽可能小的冗余度的特点、是与应用程序彼此独立的数据集合。

在经济管理的日常工作中,常常需要把某些相关的数据放进这样的"仓库",并根据管理的需要进行相应的处理。

例如,企业或事业单位的人事部门常常要把本单位职工的基本情况(职工号、姓名、年龄、性别、籍贯、工资、简历等)存放在表中,这张表就可以看成是一个数据库。有了这个"数据仓库"我们就可以根据需要随时查询某职工的基本情况,也可以查询工资在某个范围内的职工人数等等。这些工作如果都能在计算机上自动进行,那我们的人事管理就可以达到极高的水平。此外,在财务管理、仓库管理、生产管理中也需要建立众多的这种"数据库",使其可以利用计算机实现财务、仓库、生产的自动化管理。

3. 大数据量高并发访问数据库结构的设计

大数据量高并发访问数据库结构的设计
如果不能设计一个合理的数据库模型,不仅会增加客户端和服务器段程序的编程和维护的难度,而且将会影响系统实际运行的性能。所以,在一个系统开始实施之前,完备的数据库模型的设计是必须的。
在一个系统分析、设计阶段,因为数据量较小,负荷较低。我们往往只注意到功能的实现,而很难注意到性能的薄弱之处,等到系统投入实际运行一段时间后,才发现系统的性能在降低,这时再来考虑提高系统性能则要花费更多的人力物力,而整个系统也不可避免的形成了一个打补丁工程。
所以在考虑整个系统的流程的时候,我们必须要考虑,在高并发大数据量的访问情况下,我们的系统会不会出现极端的情况。(例如:对外统计系统在7月16日出现的数据异常的情况,并发大数据量的的访问造成,数据库的响应时间不能跟上数据刷新的速度造成。具体情况是:在日期临界时(00:00:00),判断数据库中是否有当前日期的记录,没有则插入一条当前日期的记录。在低并发访问的情况下,不会发生问题,但是当日期临界时的访问量相当大的时候,在做这一判断的时候,会出现多次条件成立,则数据库里会被插入多条当前日期的记录,从而造成数据错误。),数据库的模型确定下来之后,我们有必要做一个系统内数据流向图,分析可能出现的瓶颈。
为了保证数据库的一致性和完整性,在逻辑设计的时候往往会设计过多的表间关联,尽可能的降低数据的冗余。(例如用户表的地区,我们可以把地区另外存放到一个地区表中)如果数据冗余低,数据的完整性容易得到保证,提高了数据吞吐速度,保证了数据的完整性,清楚地表达数据元素之间的关系。而对于多表之间的关联查询(尤其是大数据表)时,其性能将会降低,同时也提高了客户端程序的编程难度,因此,物理设计需折衷考虑,根据业务规则,确定对关联表的数据量大小、数据项的访问频度,对此类数据表频繁的关联查询应适当提高数据冗余设计但增加了表间连接查询的操作,也使得程序的变得复杂,为了提高系统的响应时间,合理的数据冗余也是必要的。设计人员在设计阶段应根据系统操作的类型、频度加以均衡考虑。
另外,最好不要用自增属性字段作为主键与子表关联。不便于系统的迁移和数据恢复。对外统计系统映射关系丢失(******************)。
原来的表格必须可以通过由它分离出去的表格重新构建。使用这个规定的好处是,你可以确保不会在分离的表格中引入多余的列,所有你创建的表格结构都与它们的实际需要一样大。应用这条规定是一个好习惯,不过除非你要处理一个非常大型的数据,否则你将不需要用到它。(例如一个通行证系统,我可以将USERID,USERNAME,USERPASSWORD,单独出来作个表,再把USERID作为其他表的外键)
表的设计具体注意的问题:
1、数据行的长度不要超过8020字节,如果超过这个长度的话在物理页中这条数据会占用两行从而造成存储碎片,降低查询效率。
2、能够用数字类型的字段尽量选择数字类型而不用字符串类型的(电话号码),这会降低查询和连接的性能,并会增加存储开销。这是因为引擎在处理查询和连接回逐个比较字符串中每一个字符,而对于数字型而言只需要比较一次就够了。
3、对于不可变字符类型char和可变字符类型varchar都是8000字节,char查询快,但是耗存储空间,varchar查询相对慢一些但是节省存储空间。在设计字段的时候可以灵活选择,例如用户名、密码等长度变化不大的字段可以选择CHAR,对于评论等长度变化大的字段可以选择VARCHAR。

4、字段的长度在最大限度的满足可能的需要的前提下,应该尽可能的设得短一些,这样可以提高查询的效率,而且在建立索引的时候也可以减少资源的消耗。
5、基本表及其字段之间的关系, 应尽量满足第三范式。但是,满足第三范式的数据库设计,往往不是最好的设计。为了提高数据库的运行效率,常常需要降低范式标准:适当增加冗余,达到以空间换时间的目的。
6、若两个实体之间存在多对多的关系,则应消除这种关系。消除的办法是,在两者之间增加第三个实体。这样,原来一个多对多的关系,现在变为两个一对多的关系。要将原来两个实体的属性合理地分配到三个实体中去。这里的第三个实体,实质上是一个较复杂的关系,它对应一张基本表。一般来讲,数据库设计工具不能识别多对多的关系,但能处理多对多的关系。
7、主键PK的取值方法,PK是供程序员使用的表间连接工具,可以是一无物理意义的数字串, 由程序自动加1来实现。也可以是有物理意义的字段名或字段名的组合。不过前者比后者好。当PK是字段名的组合时,建议字段的个数不要太多,多了不但索引占用空间大,而且速度也慢。
8、主键与外键在多表中的重复出现, 不属于数据冗余,这个概念必须清楚,事实上有许多人还不清楚。非键字段的重复出现, 才是数据冗余!而且是一种低级冗余,即重复性的冗余。高级冗余不是字段的重复出现,而是字段的派生出现。
〖例4〗:商品中的“单价、数量、金额”三个字段,“金额”就是由“单价”乘以“数量”派生出来的,它就是冗余,而且是一种高级冗余。冗余的目的是为了提高处理速度。只有低级冗余才会增加数据的不一致性,因为同一数据,可能从不同时间、地点、角色上多次录入。因此,我们提倡高级冗余(派生性冗余),反对低级冗余(重复性冗余)。
9、中间表是存放统计数据的表,它是为数据仓库、输出报表或查询结果而设计的,有时它没有主键与外键(数据仓库除外)。临时表是程序员个人设计的,存放临时记录,为个人所用。基表和中间表由DBA维护,临时表由程序员自己用程序自动维护。
10、防止数据库设计打补丁的方法是“三少原则”
(1) 一个数据库中表的个数越少越好。只有表的个数少了,才能说明系统的E--R图少而精,去掉了重复的多余的实体,形成了对客观世界的高度抽象,进行了系统的数据集成,防止了打补丁式的设计;
(2) 一个表中组合主键的字段个数越少越好。因为主键的作用,一是建主键索引,二是做为子表的外键,所以组合主键的字段个数少了,不仅节省了运行时间,而且节省了索引存储空间;
(3) 一个表中的字段个数越少越好。只有字段的个数少了,才能说明在系统中不存在数据重复,且很少有数据冗余,更重要的是督促读者学会“列变行”,这样就防止了将子表中的字段拉入到主表中去,在主表中留下许多空余的字段。所谓“列变行”,就是将主表中的一部分内容拉出去,另外单独建一个子表。这个方法很简单,有的人就是不习惯、不采纳、不执行。
数据库设计的实用原则是:在数据冗余和处理速度之间找到合适的平衡点。“三少”是一个整体概念,综合观点,不能孤立某一个原则。该原则是相对的,不是绝对的。“三多”原则肯定是错误的。试想:若覆盖系统同样的功能,一百个实体(共一千个属性) 的E--R图,肯定比二百个实体(共二千个属性)的E--R图,要好得多。
提倡“三少”原则,是叫读者学会利用数据库设计技术进行系统的数据集成。数据集成的步骤是将文件系统集成为应用数据库,将应用数据库集成为主题数据库,将主题数据库集成为全局综合数据库。集成的程度越高,数据共享性就越强,信息孤岛现象就越少,整个企业信息系统的全局E—R图中实体的个数、主键的个数、属性的个数就会越少。
提倡“三少”原则的目的,是防止读者利用打补丁技术,不断地对数据库进行增删改,使企业数据库变成了随意设计数据库表的“垃圾堆”,或数据库表的“大杂院”,最后造成数据库中的基本表、代码表、中间表、临时表杂乱无章,不计其数,导致企事业单位的信息系统无法维护而瘫痪。
“三多”原则任何人都可以做到,该原则是“打补丁方法”设计数据库的歪理学说。“三少”原则是少而精的原则,它要求有较高的数据库设计技巧与艺术,不是任何人都能做到的,因为该原则是杜绝用“打补丁方法”设计数据库的理论依据。
11、在给定的系统硬件和系统软件条件下,提高数据库系统的运行效率的办法是:
(1) 在数据库物理设计时,降低范式,增加冗余, 少用触发器, 多用存储过程。
(2) 当计算非常复杂、而且记录条数非常巨大时(例如一千万条),复杂计算要先在数据库外面,以文件系统方式用编程语言计算处理完成之后,最后才入库追加到表中去。
(3) 发现某个表的记录太多,例如超过一千万条,则要对该表进行水平分割。水平分割的做法是,以该表主键PK的某个值为界线,将该表的记录水平分割为两个表。若发现某个表的字段太多,例如超过八十个,则垂直分割该表,将原来的一个表分解为两个表。
(4) 对数据库管理系统DBMS进行系统优化,即优化各种系统参数,如缓冲区个数。
(5) 在使用面向数据的SQL语言进行程序设计时,尽量采取优化算法。
总之,要提高数据库的运行效率,必须从数据库系统级优化、数据库设计级优化、程序实现级优化,这三个层次上同时下功夫。
主键设计:
1、不建议用多个字段做主键,单个表还可以,但是关联关系就会有问题,主键自增是高性能的。
2、一般情况下,如果有两个外键,不建议采用两个外键作为联合住建,另建一个字段作为主键。除非这条记录没有逻辑删除标志,且该表永远只有一条此联合主键的记录。
3、一般而言,一个实体不能既无主键又无外键。在E—R 图中, 处于叶子部位的实体, 可以定义主键,也可以不定义主键(因为它无子孙), 但必须要有外键(因为它有父亲)。
主键与外键的设计,在全局数据库的设计中,占有重要地位。当全局数据库的设计完成以后,有个美国数据库设计专家说:“键,到处都是键,除了键之外,什么也没有”,这就是他的数据库设计经验之谈,也反映了他对信息系统核心(数据模型)的高度抽象思想。因为:主键是实体的高度抽象,主键与、外键的配对,表示实体之间的连接。

4. 曲靖电脑培训学校告诉你大规模数据库的性能和伸缩性的优化

在需要支持移动/平板电脑应用及普通桌面浏览器访问的时代,网站的普及率和有效性很大程度上取决于其可用性和性能。一个访问缓慢的网站会使得访问者或潜在的客户流失,并导致商业的失败。IT培训http://www.kmbdqn.cn/认为一个访问速度相当快的网站将会决定访客是否会使用网站提供的产品或服务。


拥有大规模数据库的网站始终需要适当的关注、配置、优化、调整和维护,以确保网站的快速加载。这篇文章将讨论如何优化有海量数据的MySQL数据库。


选择InnoDB作为存储引擎


大型产品的数据库对于可靠性和并发性的要求较高,InnoDB作为默认的MySQL存储引擎,相对于MyISAM来说是个更佳的选择。


优化数据库结构


组织数据库的schema、表和字段以降低I/O的开销,将相关项保存在一起,并提前规划,以便随着数据量的增长,性能可以保持较高的水平。


设计数据表应尽量使其占用的空间最小化,表的主键应尽可能短。


对于InnoDB表,主键所在的列在每个辅助索引条目中都是可复制的,因此如果有很多辅助索引,那么一个短的主键可以节省大量空间。


仅创建你需要改进查询性能的索引。索引有助于检索,但是会增加插入和更新操作的执行时间。


InnoDB的ChangeBuffering特性


InnoDB提供了changebuffering的配置,可减少维护辅助索引所需的磁盘I/O。大规模的数据库可能会遇到大量的表操作和大量的I/O,以保证辅助索引保持最新。当相关页面不在缓冲池里面时,InnoDB的changebuffer将会更改缓存到辅助索引条目,从而避免因不能立即从磁盘读取页面而导致耗时的I/O操作。当页面被加载到缓冲池时,缓冲的更改将被合并,更新的页面之后会刷新到磁盘。这样做可提高性能,适用于MySQL5.5及更高版本。

5. 怎么提高数据库高峰时访问的并发能力

1:首先需要有非常良好的网络带宽,若有上万人同时录入数据的普通的Web信息管理系统,至少需要10M左右的网络带宽,而且网通、电信的主干网都有接入比较好,否则全国各地的网络情况都不太一样,有的城市录入数据时可能会遇到网络非常缓慢的情况,甚至到无法忍受的程度。

2:须有一台牛X的Web服务器 + 一台牛X的数据库服务器(备注接近顶配的奢侈硬件服务器非个人PC),由于是需要录入1000万条以上数据,最好采用Oracle数据库比较理想一些,经得起考验一些。

3:需要进行适当的内存缓存优化策略,不能所有的数据库都依靠SQL数据库的方式把压力放在数据库服务器上,尽量多使用内存的方式处理数据。

4:需要一个牛X的,经得起考验的数据库访问层,因为每秒都有可能成千上万的人在访问,若是质量不良好的数据库访问组件、或者不稳定的数据库访问组件,更容易导致系统崩溃、或者占用非常庞大的内存,最后容易导致整个系统的崩溃。

5:需要优化分页存取数据功能,应为有可能会有1000万条数据,若分页读取数据的功能没能优化到最高,也很容易导致系统的崩溃,因为上万人万一在同一时间,或者接近同一时间点了查询某页数据时,那系统就真崩溃了,分页存取数据一定需要做到极致才可以。

6:需要进行数据库索引优化,有索引和没索引的性能差距有时候会是100倍,大数据量时可能会有1000倍都有可能,数据库索引优化到极致了更容易得到运行顺畅的信息管理系统。

7:严谨高效的数据库事务处理,由于高并发,并且有些单据是需要同时写入多个表,需要保证数据库的一致性,要么全部成功,要么全部失败重新录入数据,所以需要一个高效的数据库事务处理机制的配合。

8:所有的系统的操作日志、异常信息都需要完整的记录下来,当系统发生一些故障时,可以快速排查问题,对正确诊断系统发生的故障的原因做分析参考用。

9:需要经常检测系统的各项指标、例如各服务器的内存使用情况、CPU使用情况、网络带宽使用情况,高峰时的各个参数是什么情况、系统不繁忙时的情况等,若服务器快承受不了压力了,就得马上增加负载均衡的服务器,网络带宽不够了需要增加等等,总不能等系统崩溃了再去做这些事情。

10:每个页面的HTML、JS都进行优化,若某个页面多余发了100个字符的垃圾HTML代码,那1万人每天获得100次,那得占用多少网络带宽,100×100×1万个字符的多余HTML被网络上传输了,要知道接入主干网的网络资源是多么宝贵,费用是多么昂贵。

11:HTML、JS等都可以考虑用压缩模式传输,那样网络传输效率会更高一些。

12:由于全国各地上万人,会有各种各样的人,这些人也未必全是好人,可能某些人心情不好,或者其他什么的,可能就会攻击我们的软件系统破坏数据,这些也可能是由于好奇心导致的,所以系统需要有严格的权限管理控制,不应该进入的页面绝对不能进入,不应该看的数据绝对不让看,不能操作的功能绝对不让多操作,一方面防止没必要的多余的麻烦,另一方面也可以减少系统被攻击破坏的可能性。

6. 高并发下,数据库成最大问题怎么办

一、数据库结构的设计

为了保证数据库的一致性和完整性,在逻辑设计的时候往往会设计过多的表间关联,尽可能的降低数据的冗余。(例如用户表的地区,我们可以把地区另外存放到一个地区表中)如果数据冗余低,数据的完整性容易得到保证,提高了数据吞吐速度,保证了数据的完整性,清楚地表达数据元素之间的关系。不要用自增属性字段作为主键与子表关联。不便于系统的迁移和数据恢复。对外统计系统映射关系丢失。
表的设计具体注意的问题:
1、数据行的长度不要超过8020字节,如果超过这个长度的话在物理页中这条数据会占用两行从而造成存储碎片,降低查询效率。
2、能够用数字类型的字段尽量选择数字类型而不用字符串类型的(电话号码),这会降低查询和连接的性能,并会增加存储开销。这是因为引擎在处理查询和连接回逐个比较字符串中每一个字符,而对于数字型而言只需要比较一次就够了。
3、对于不可变字符类型char和可变字符类型varchar都是8000字节,char查询快,但是耗存储空间,varchar查询相对慢一些但是节省存储空间。在设计字段的时候可以灵活选择,例如用户名、密码等长度变化不大的字段可以选择CHAR,对于评论等长度变化大的字段可以选择VARCHAR。
4、字段的长度在最大限度的满足可能的需要的前提下,应该尽可能的设得短一些,这样可以提高查询的效率,而且在建立索引的时候也可以减少资源的消耗。

二、查询的优化

在数据窗口使用SQL时,尽量把使用的索引放在选择的首列;算法的结构尽量简单;
在查询时,不要过多地使用通配符如SELECT* FROM T1语句,要用到几列就选择几列如:SELECT COL1,COL2 FROMT1;在可能的情况下尽量限制尽量结果集行数如:SELECT TOP 300 COL1,COL2,COL3 FROMT1,因为某些情况下用户是不需要那么多的数据的。
在没有建索引的情况下,数据库查找某一条数据,就必须进行全表扫描了,对所有数据进行一次遍历,查找出符合条件的记录。在数据量比较小的情况下,也许看不出明显的差别,但是当数据量大的情况下,这种情况就是极为糟糕的了。
SQL语句在SQL SERVER中是如何执行的,他们担心自己所写的SQL语句会被SQLSERVER误解。比如:
select * from table1 where name='zhangsan' and tID >10000和执行:
select * from table1 where tID > 10000 andname='zhangsan'
一些人不知道以上两条语句的执行效率是否一样,因为如果简单的从语句先后上看,这两个语句的确是不一样,如果tID是一个聚合索引,那么后一句仅仅从表的10000条以后的记录中查找就行了;而前一句则要先从全表中查找看有几个name='zhangsan'的,而后再根据限制条件条件tID>10000来提出查询结果。
事实上,这样的担心是不必要的。SQLSERVER中有一个“查询分析优化器”,它可以计算出where子句中的搜索条件并确定哪个索引能缩小表扫描的搜索空间,也就是说,它能实现自动优化。虽然查询优化器可以根据where子句自动的进行查询优化,但有时查询优化器就会不按照您的本意进行快速查询。

所以,优化查询最重要的就是,尽量使语句符合查询优化器的规则避免全表扫描而使用索引查询。
具体要注意的:
1.应尽量避免在 where 子句中对字段进行 null 值判断,否则将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描,如:

select id from t where num is null

可以在num上设置默认值0,确保表中num列没有null值,然后这样查询:

select id from t where num=0
2.应尽量避免在 where子句中使用!=或<>操作符,否则将引擎放弃使用索引而进行全表扫描。优化器将无法通过索引来确定将要命中的行数,因此需要搜索该表的所有行。
3.应尽量避免在 where 子句中使用 or 来连接条件,否则将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描,如:

select id from t where num=10 or num=20

可以这样查询:

select id from t where num=10
union all
select id from t where num=20s
4.in 和 not in 也要慎用,因为IN会使系统无法使用索引,而只能直接搜索表中的数据。如:

select id from t where num in(1,2,3)
对于连续的数值,能用 between 就不要用 in 了:
select id from t where num between 1 and 3
6.必要时强制查询优化器使用某个索引,如在 where子句中使用参数,也会导致全表扫描。因为SQL只有在运行时才会解析局部变量,但优化程序不能将访问计划的选择推迟到运行时;它必须在编译时进行选择。然而,如果在编译时建立访问计划,变量的值还是未知的,因而无法作为索引选择的输入项。如下面语句将进行全表扫描:

select id from t where num=@num
可以改为强制查询使用索引:
select id from t with(index(索引名)) where num=@num
7.应尽量避免在 where 子句中对字段进行表达式操作,这将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描。如:

SELECT * FROM T1 WHERE F1/2=100
应改为:
SELECT * FROM T1 WHERE F1=100*2
SELECT * FROM RECORD WHERESUBSTRING(CARD_NO,1,4)=’5378’
应改为:
SELECT * FROM RECORD WHERE CARD_NO LIKE ‘5378%’
SELECT member_number, first_name, last_name FROMmembers
WHERE DATEDIFF(yy,datofbirth,GETDATE()) >21
应改为:
SELECT member_number, first_name, last_name FROMmembers
WHERE dateofbirth <DATEADD(yy,-21,GETDATE())
即:任何对列的操作都将导致表扫描,它包括数据库函数、计算表达式等等,查询时要尽可能将操作移至等号右边。
8.应尽量避免在where子句中对字段进行函数操作,这将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描。如:

select id from t wheresubstring(name,1,3)='abc'--name以abc开头的id
select id from t wheredatediff(day,createdate,'2005-11-30')=0--‘2005-11-30’生成的id
应改为:
select id from t where name like 'abc%'
select id from t where createdate>='2005-11-30' andcreatedate<'2005-12-1'
9.不要在 where 子句中的“=”左边进行函数、算术运算或其他表达式运算,否则系统将可能无法正确使用索引。
10.在使用索引字段作为条件时,如果该索引是复合索引,那么必须使用到该索引中的第一个字段作为条件时才能保证系统使用该索引,否则该索引将不会被使用,并且应尽可能的让字段顺序与索引顺序相一致。
11.很多时候用 exists是一个好的选择:

elect num from a where num in(select num from b)
用下面的语句替换:
select num from a where exists(select 1 from b where num=a.num)
但是后者的效率显然要高于前者。因为后者不会产生大量锁定的表扫描或是索引扫描。
如果你想校验表里是否存在某条纪录,不要用count(*)那样效率很低,而且浪费服务器资源。可以用EXISTS代替。如:
IF (SELECT COUNT(*) FROM table_name WHERE column_name ='xxx')
可以写成:
IF EXISTS (SELECT * FROM table_name WHERE column_name = 'xxx')
12.尽量使用表变量来代替临时表。如果表变量包含大量数据,请注意索引非常有限(只有主键索引)。
13.避免频繁创建和删除临时表,以减少系统表资源的消耗。
14.临时表并不是不可使用,适当地使用它们可以使某些例程更有效,例如,当需要重复引用大型表或常用表中的某个数据集时。但是,对于一次性事件,最好使用导出表。
15.在新建临时表时,如果一次性插入数据量很大,那么可以使用 select into 代替 create table,避免造成大量log ,以提高速度;如果数据量不大,为了缓和系统表的资源,应先create table,然后insert。
16.如果使用到了临时表,在存储过程的最后务必将所有的临时表显式删除,先 truncate table ,然后 drop table,这样可以避免系统表的较长时间锁定。
17.在所有的存储过程和触发器的开始处设置 SET NOCOUNT ON ,在结束时设置 SET NOCOUNT OFF。无需在执行存储过程和触发器的每个语句后向客户端发送 DONE_IN_PROC 消息。
18.尽量避免大事务操作,提高系统并发能力。
19.尽量避免向客户端返回大数据量,若数据量过大,应该考虑相应需求是否合理。

20.避免使用不兼容的数据类型。例如float和int、char和varchar、binary和varbinary是不兼容的。数据类型的不兼容可能使优化器无法执行一些本来可以进行的优化操作。例如:

SELECT name FROM employee WHERE salary >60000
在这条语句中,如salary字段是money型的,则优化器很难对其进行优化,因为60000是个整型数。我们应当在编程时将整型转化成为钱币型,而不要等到运行时转化。

23、能用DISTINCT的就不用GROUP BY

SELECT OrderID FROM Details WHERE UnitPrice > 10 GROUP BYOrderID
可改为:
SELECT DISTINCT OrderID FROM Details WHERE UnitPrice > 10
24.能用UNION ALL就不要用UNION

UNION ALL不执行SELECTDISTINCT函数,这样就会减少很多不必要的资源

35.尽量不要用SELECT INTO语句。

SELECT INOT 语句会导致表锁定,阻止其他用户访问该表。

四、建立高效的索引
创建索引一般有以下两个目的:维护被索引列的唯一性和提供快速访问表中数据的策略。
大型数据库有两种索引即簇索引和非簇索引,一个没有簇索引的表是按堆结构存储数据,所有的数据均添加在表的尾部,而建立了簇索引的表,其数据在物理上会按照簇索引键的顺序存储,一个表只允许有一个簇索引,因此,根据B树结构,可以理解添加任何一种索引均能提高按索引列查询的速度,但会降低插入、更新、删除操作的性能,尤其是当填充因子(FillFactor)较大时。所以对索引较多的表进行频繁的插入、更新、删除操作,建表和索引时因设置较小的填充因子,以便在各数据页中留下较多的自由空间,减少页分割及重新组织的工作。
索引是从数据库中获取数据的最高效方式之一。95%的数据库性能问题都可以采用索引技术得到解决。作为一条规则,我通常对逻辑主键使用唯一的成组索引,对系统键(作为存储过程)采用唯一的非成组索引,对任何外键列[字段]采用非成组索引。不过,索引就象是盐,太多了菜就咸了。你得考虑数据库的空间有多大,表如何进行访问,还有这些访问是否主要用作读写。
实际上,您可以把索引理解为一种特殊的目录。微软的SQL SERVER提供了两种索引:聚集索引(clusteredindex,也称聚类索引、簇集索引)和非聚集索引(nonclusteredindex,也称非聚类索引、非簇集索引)。
聚集索引和非聚集索引的区别:
其实,我们的汉语字典的正文本身就是一个聚集索引。比如,我们要查“安”字,就会很自然地翻开字典的前几页,因为“安”的拼音是“an”,而按照拼音排序汉字的字典是以英文字母“a”开头并以“z”结尾的,那么“安”字就自然地排在字典的前部。如果您翻完了所有以“a”开头的部分仍然找不到这个字,那么就说明您的字典中没有这个字;同样的,如果查“张”字,那您也会将您的字典翻到最后部分,因为“张”的拼音是“zhang”。也就是说,字典的正文部分本身就是一个目录,您不需要再去查其他目录来找到您需要找的内容。
我们把这种正文内容本身就是一种按照一定规则排列的目录称为“聚集索引”。
如果您认识某个字,您可以快速地从自动中查到这个字。但您也可能会遇到您不认识的字,不知道它的发音,这时候,您就不能按照刚才的方法找到您要查的字,而需要去根据“偏旁部首”查到您要找的字,然后根据这个字后的页码直接翻到某页来找到您要找的字。但您结合“部首目录”和“检字表”而查到的字的排序并不是真正的正文的排序方法,比如您查“张”字,我们可以看到在查部首之后的检字表中“张”的页码是672页,检字表中“张”的上面是“驰”字,但页码却是63页,“张”的下面是“弩”字,页面是390页。很显然,这些字并不是真正的分别位于“张”字的上下方,现在您看到的连续的“驰、张、弩”三字实际上就是他们在非聚集索引中的排序,是字典正文中的字在非聚集索引中的映射。我们可以通过这种方式来找到您所需要的字,但它需要两个过程,先找到目录中的结果,然后再翻到您所需要的页码。

7. 数据库设计过程中,对于大批量的数据如何进行数据库优化

实例讲解MYSQL数据库的查询优化技术

作者:佚名 文章来源:未知 点击数:2538 更新时间:2006-1-19
数据库系统是管理信息系统的核心,基于数据库的联机事务处理(OLTP)以及联机分析处理(OLAP)是银行、企业、政府等部门最为重要的计算机应用之一。从大多数系统的应用实例来看,查询操作在各种数据库操作中所占据的比重最大,而查询操作所基于的SELECT语句在SQL语句中又是代价最大的语句。举例来说,如果数据的量积累到一定的程度,比如一个银行的账户数据库表信息积累到上百万甚至上千万条记录,全表扫描一次往往需要数十分钟,甚至数小时。如果采用比全表扫描更好的查询策略,往往可以使查询时间降为几分钟,由此可见查询优化技术的重要性。

笔者在应用项目的实施中发现,许多程序员在利用一些前端数据库开发工具(如PowerBuilder、Delphi等)开发数据库应用程序时,只注重用户界面的华丽,并不重视查询语句的效率问题,导致所开发出来的应用系统效率低下,资源浪费严重。因此,如何设计高效合理的查询语句就显得非常重要。本文以应用实例为基础,结合数据库理论,介绍查询优化技术在现实系统中的运用。

分析问题

许多程序员认为查询优化是DBMS(数据库管理系统)的任务,与程序员所编写的SQL语句关系不大,这是错误的。一个好的查询计划往往可以使程序性能提高数十倍。查询计划是用户所提交的SQL语句的集合,查询规划是经过优化处理之后所产生的语句集合。DBMS处理查询计划的过程是这样的:在做完查询语句的词法、语法检查之后,将语句提交给DBMS的查询优化器,优化器做完代数优化和存取路径的优化之后,由预编译模块对语句进行处理并生成查询规划,然后在合适的时间提交给系统处理执行,最后将执行结果返回给用户。在实际的数据库产品(如Oracle、Sybase等)的高版本中都是采用基于代价的优化方法,这种优化能根据从系统字典表所得到的信息来估计不同的查询规划的代价,然后选择一个较优的规划。虽然现在的数据库产品在查询优化方面已经做得越来越好,但由用户提交的SQL语句是系统优化的基础,很难设想一个原本糟糕的查询计划经过系统的优化之后会变得高效,因此用户所写语句的优劣至关重要。系统所做查询优化我们暂不讨论,下面重点说明改善用户查询计划的解决方案。

解决问题

下面以关系数据库系统Informix为例,介绍改善用户查询计划的方法。

1.合理使用索引

索引是数据库中重要的数据结构,它的根本目的就是为了提高查询效率。现在大多数的数据库产品都采用IBM最先提出的ISAM索引结构。索引的使用要恰到好处,其使用原则如下:

●在经常进行连接,但是没有指定为外键的列上建立索引,而不经常连接的字段则由优化器自动生成索引。

●在频繁进行排序或分组(即进行group by或order by操作)的列上建立索引。

●在条件表达式中经常用到的不同值较多的列上建立检索,在不同值少的列上不要建立索引。比如在雇员表的“性别”列上只有“男”与“女”两个不同值,因此就无必要建立索引。如果建立索引不但不会提高查询效率,反而会严重降低更新速度。

●如果待排序的列有多个,可以在这些列上建立复合索引(compound index)。

●使用系统工具。如Informix数据库有一个tbcheck工具,可以在可疑的索引上进行检查。在一些数据库服务器上,索引可能失效或者因为频繁操作而使得读取效率降低,如果一个使用索引的查询不明不白地慢下来,可以试着用tbcheck工具检查索引的完整性,必要时进行修复。另外,当数据库表更新大量数据后,删除并重建索引可以提高查询速度。

2.避免或简化排序

应当简化或避免对大型表进行重复的排序。当能够利用索引自动以适当的次序产生输出时,优化器就避免了排序的步骤。以下是一些影响因素:

●索引中不包括一个或几个待排序的列;

●group by或order by子句中列的次序与索引的次序不一样;

●排序的列来自不同的表。

为了避免不必要的排序,就要正确地增建索引,合理地合并数据库表(尽管有时可能影响表的规范化,但相对于效率的提高是值得的)。如果排序不可避免,那么应当试图简化它,如缩小排序的列的范围等。

3.消除对大型表行数据的顺序存取

在嵌套查询中,对表的顺序存取对查询效率可能产生致命的影响。比如采用顺序存取策略,一个嵌套3层的查询,如果每层都查询1000行,那么这个查询就要查询10亿行数据。避免这种情况的主要方法就是对连接的列进行索引。例如,两个表:学生表(学号、姓名、年龄……)和选课表(学号、课程号、成绩)。如果两个表要做连接,就要在“学号”这个连接字段上建立索引。

还可以使用并集来避免顺序存取。尽管在所有的检查列上都有索引,但某些形式的where子句强迫优化器使用顺序存取。下面的查询将强迫对orders表执行顺序操作:

SELECT * FROM orders WHERE (customer_num=104 AND order_num>1001) OR order_num=1008

虽然在customer_num和order_num上建有索引,但是在上面的语句中优化器还是使用顺序存取路径扫描整个表。因为这个语句要检索的是分离的行的集合,所以应该改为如下语句:

SELECT * FROM orders WHERE customer_num=104 AND order_num>1001

UNION

SELECT * FROM orders WHERE order_num=1008

这样就能利用索引路径处理查询。

4.避免相关子查询

一个列的标签同时在主查询和where子句中的查询中出现,那么很可能当主查询中的列值改变之后,子查询必须重新查询一次。查询嵌套层次越多,效率越低,因此应当尽量避免子查询。如果子查询不可避免,那么要在子查询中过滤掉尽可能多的行。

5.避免困难的正规表达式

MATCHES和LIKE关键字支持通配符匹配,技术上叫正规表达式。但这种匹配特别耗费时间。例如:SELECT * FROM customer WHERE zipcode LIKE “98_ _ _”

即使在zipcode字段上建立了索引,在这种情况下也还是采用顺序扫描的方式。如果把语句改为SELECT * FROM customer WHERE zipcode >“98000”,在执行查询时就会利用索引来查询,显然会大大提高速度。

另外,还要避免非开始的子串。例如语句:SELECT * FROM customer WHERE zipcode[2,3]>“80”,在where子句中采用了非开始子串,因而这个语句也不会使用索引。

6.使用临时表加速查询

把表的一个子集进行排序并创建临时表,有时能加速查询。它有助于避免多重排序操作,而且在其他方面还能简化优化器的工作。例如:

SELECT cust.name,rcvbles.balance,……other columns

FROM cust,rcvbles

WHERE cust.customer_id = rcvlbes.customer_id

AND rcvblls.balance>0

AND cust.postcode>“98000”

ORDER BY cust.name

如果这个查询要被执行多次而不止一次,可以把所有未付款的客户找出来放在一个临时文件中,并按客户的名字进行排序:

SELECT cust.name,rcvbles.balance,……other columns

FROM cust,rcvbles

WHERE cust.customer_id = rcvlbes.customer_id

AND rcvblls.balance>0

ORDER BY cust.name

INTO TEMP cust_with_balance

然后以下面的方式在临时表中查询:

SELECT * FROM cust_with_balance

WHERE postcode>“98000”

临时表中的行要比主表中的行少,而且物理顺序就是所要求的顺序,减少了磁盘I/O,所以查询工作量可以得到大幅减少。

注意:临时表创建后不会反映主表的修改。在主表中数据频繁修改的情况下,注意不要丢失数据。

7.用排序来取代非顺序存取

非顺序磁盘存取是最慢的操作,表现在磁盘存取臂的来回移动。SQL语句隐藏了这一情况,使得我们在写应用程序时很容易写出要求存取大量非顺序页的查询。

有些时候,用数据库的排序能力来替代非顺序的存取能改进查询。

实例分析

下面我们举一个制造公司的例子来说明如何进行查询优化。制造公司数据库中包括3个表,模式如下所示:

1.part表

零件号零件描述其他列

(part_num)(part_desc)(other column)

102,032Seageat 30G disk……

500,049Novel 10M network card……

……

2.vendor表

厂商号厂商名其他列

(vendor _num)(vendor_name) (other column)

910,257Seageat Corp……

523,045IBM Corp……

……

3.parven表

零件号厂商号零件数量

(part_num)(vendor_num)(part_amount)

102,032910,2573,450,000

234,423321,0014,000,000

……

下面的查询将在这些表上定期运行,并产生关于所有零件数量的报表:

SELECT part_desc,vendor_name,part_amount

FROM part,vendor,parven

WHERE part.part_num=parven.part_num

AND parven.vendor_num = vendor.vendor_num

ORDER BY part.part_num

如果不建立索引,上述查询代码的开销将十分巨大。为此,我们在零件号和厂商号上建立索引。索引的建立避免了在嵌套中反复扫描。关于表与索引的统计信息如下:

表行尺寸行数量每页行数量数据页数量

(table)(row size)(Row count)(Rows/Pages)(Data Pages)

part15010,00025400

Vendor1501,000 2540

Parven13 15,000300 50

索引键尺寸每页键数量页面数量

(Indexes)(Key Size)(Keys/Page)(Leaf Pages)

part450020

Vendor45002

Parven825060

看起来是个相对简单的3表连接,但是其查询开销是很大的。通过查看系统表可以看到,在part_num上和vendor_num上有簇索引,因此索引是按照物理顺序存放的。parven表没有特定的存放次序。这些表的大小说明从缓冲页中非顺序存取的成功率很小。此语句的优化查询规划是:首先从part中顺序读取400页,然后再对parven表非顺序存取1万次,每次2页(一个索引页、一个数据页),总计2万个磁盘页,最后对vendor表非顺序存取1.5万次,合3万个磁盘页。可以看出在这个索引好的连接上花费的磁盘存取为5.04万次。

实际上,我们可以通过使用临时表分3个步骤来提高查询效率:

1.从parven表中按vendor_num的次序读数据:

SELECT part_num,vendor_num,price

FROM parven

ORDER BY vendor_num

INTO temp pv_by_vn

这个语句顺序读parven(50页),写一个临时表(50页),并排序。假定排序的开销为200页,总共是300页。

2.把临时表和vendor表连接,把结果输出到一个临时表,并按part_num排序:

SELECT pv_by_vn,* vendor.vendor_num

FROM pv_by_vn,vendor

WHERE pv_by_vn.vendor_num=vendor.vendor_num

ORDER BY pv_by_vn.part_num

INTO TMP pvvn_by_pn

DROP TABLE pv_by_vn

这个查询读取pv_by_vn(50页),它通过索引存取vendor表1.5万次,但由于按vendor_num次序排列,实际上只是通过索引顺序地读vendor表(40+2=42页),输出的表每页约95行,共160页。写并存取这些页引发5*160=800次的读写,索引共读写892页。

3.把输出和part连接得到最后的结果:

SELECT pvvn_by_pn.*,part.part_desc

FROM pvvn_by_pn,part

WHERE pvvn_by_pn.part_num=part.part_num

DROP TABLE pvvn_by_pn

这样,查询顺序地读pvvn_by_pn(160页),通过索引读part表1.5万次,由于建有索引,所以实际上进行1772次磁盘读写,优化比例为30∶1。笔者在Informix Dynamic

Sever上做同样的实验,发现在时间耗费上的优化比例为5∶1(如果增加数据量,比例可能会更大)。

小结

20%的代码用去了80%的时间,这是程序设计中的一个着名定律,在数据库应用程序中也同样如此。我们的优化要抓住关键问题,对于数据库应用程序来说,重点在于SQL的执行效率。查询优化的重点环节是使得数据库服务器少从磁盘中读数据以及顺序读页而不是非顺序读页。