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【MySQL数据库】第4章解读：Schema与数据分类优化（下）

应用软件2023-07-08 阅读
[摘要]4.2MySQL schema设计中的陷阱因为mysql实现机制导致了一些特定错误，如何避免，慢慢道来：1、太多的列MySQL存储引擎api工作时需要在服务器层和存储引擎层通过行缓冲格式拷贝数据，然后在服务器层将缓冲内容解码成各个列，从行缓冲中将编码过的列转换成行数据的操作代价高，myisam定长...

4.2MySQL schema设计中的陷阱

因为mysql实现机制导致了一些特定错误，如何避免，慢慢道来：

1、太多的列

MySQL存储引擎api工作时需要在服务器层和存储引擎层通过行缓冲格式拷贝数据，然后在服务器层将缓冲内容解码成各个列，从行缓冲中将编码过的列转换成行数据的操作代价高，myisam定长行与服务器行结构正好匹配，不需要转换；但是变长行结构 InnoDB的行结构总是需要转换，转换代价依赖于列的数量。

2、太多的关联

实体-属性-值EAV：糟糕的设计模式，mysql限制了每个关联操作最多只能有61张表，但EAV数据库需许多自关联；一个粗略的经验法则，如果希望查询执行得快速且并发性好，单个查询最好在12个表内做关联；

3、防止过度使用枚举

注意防止过度使用枚举；使用外键关联到字典表或查找表查找具体的值，在mysql中，需要在枚举列表中添加值时，要做一次alter table；MySQL5.0更早alter table阻塞操作，5.1更新版本中，不是在列表末尾增加值也会一样需要alter table

4、非此发明not invent here的null

建议存空值可以用0、特殊值、空字符串代替，尽量不要null；但是不要走极端，在某些场景下、使用null会更好：

create table ……（
//全0 （不可能的日期）会导致很多问题
    dt datetime not null default '0000-00-00 00:00:00'
    ……
）

MySQL会在索引中存储null值，Oracle不会

4.3范式与反范式

4.3.1优缺点

1、范式化的更新操作更快

2、当数据较好地范式化时，很少有重复数据，只需要修改更少的数据

3、范式化的表更小，可更好地放到内存里，执行操作更快

4、很少冗余数据，检索列表数据时更少需要distinct、group by语句

缺点：

需要关联，有代价且可能使索引无效

4.3.2反范式的优点和缺点

避免关联，数据比内存大可能比关联要快很多（避免了随机I/O）

4.4缓存表和汇总表

缓存表：

对优化搜索和检索查询语句很有效，

存储那些可以较简单地从其他表获取数据（每次获取速度比较慢）的表

汇总表：保存使用group by语句聚合数据的表

使用时决定是实时维护数据还是定期重建，定期重建：节省资源、碎片少、顺序组织的索引（高效）

重建时，保证数据在操作时依然可用，通过“影子表”来实现，影子表：一张在真实表背后创建的表，在完成建表操作后，可通过原子的重命名操作切换影子表和原表

1.png

4.4.1物化视图

预先计算并存在磁盘上的表，可通过各种策略刷新和更新，mysql不原生支持，可使用Justin Swanhart工具flexviews实现：

flexviews组成：

flexviews通过提取对源表的更改，可增量地重新计算物化视图的内容：不需要查询原始数据（高效）

4.4.2计数器表

计数器表：缓存一个用户朋友数、文件下载次数等，推荐创建一张独立的表存储计数器，避免查询缓存失效；

更新加事务，只能串行执行，为了更高的并发性，可将计数器保存在多行，每次随机选一行更新，要统计结果时，聚合查询；（这个我读了两三边，可能比较笨吧，就是同一个计数器保存多分，每次选其中一个更新，最后求和，好像还不是很好理解哈，多读几遍吧）

4.5加快alter table 操作的速度

mysql大部分修改表结构是：用新的结果创建空表、从旧表中查出all数据插入新表，删除旧表

mysql5.1及更新包含一些类型的“在线”操作的支持，整个过程不需要全锁表，最新版的InnoDB(MySQL5.5和更新版本中唯一的InnoDB)支持通过排序来建索引，建索引更快且紧凑的布局；

一般而言，大部分alter table导致mysql服务中断，对常见场景，使用的技巧：

1、先在一台不提供服务的机器上执行alter table操作，然后和提取服务的主库进行切换

2、影子拷贝，用要求的表结构创建张和源表无关的新表，通过重命名、删表交换两张表（上有）

不是all的alter table都引起表重建，理论上可跳过创建表的步骤：列默认值实际上存在表的.frm文件中，so可直接修改这个文件不需要改动表本身，但mysql还没有采用这种优化方法，all的modify column将导致表重建；

1.png

alter column：通frm文件改变列默认值：alter table容许使用alter column、modify column change column修改列，三种操作不一样;

alter table sakila.film alter column rental_duration set default 5;

4.5.1只修改frm文件

mysql有时在没有必要的时候也重建表，如果愿冒一些风险，可做些其他类型的修改而不用重建表：下面操作可能不能正常工作，先备份数据

下面操作不需要重建表：

1、移除一个列的auto_increment

2、增加、移除、更改enum和set常量，如果移除的是被用到的常量、查询返回空字符串

基本技术为想要的表结果创建新的frm文件，然后用它替换掉已经存在的那张表的frm文件：

1、创建一张有相同结构的空表，进行所需的修改

2、执行flush tables with read lock：关闭all正在使用的表且禁止任何表被打开

3、交换frm文件

4、执行unlock tables释放第2步的读锁

示例略

4.5.2快速创建myISAM索引

1、为高效地载入数据到MyISAM表，常用技巧：先禁用索引、载入数据、重启索引：因为构建索引的工作延迟到数据载入后，此时可通过排序构建索引，快且使得索引树的碎片更少、更紧凑

1.png

但是对唯一索引无效（disable keys），myisam会在内存中构造唯一索引且为载入的每一行检查唯一性，一旦索引大小超过有效内存、载入操作会越来越慢；

2、在现代版InnoDB中，有个类似技巧：先删除all非唯一索引，然后增加新的列，最后重建删除掉的索引（依赖于innodb快速在线索引创建功能）Percona server可自动完成这些操作；

3、像前alter table 的骇客方法来加速这个操作，但需多做些工作且承担风险，这对从备份中载入数据很有用，如already know all data is effective ，and no need to do the unique check

4.6总结

良好的schema设计原则是普通使用的，但mysql有自己的实现细节要注意，概括来说：尽可能保持任何东西小而简单总是好的；mysql喜欢简单（好恰、我也是）

  1. 最好避免使用bit

  2. 使用小而简单的合适类型；

  3. 尽量使用整型定义标识列

  4. 避免过度设计，比如会导致极复杂查询的schema设计，或很多列；

  5. 应该尽可能避免使用null值，除非真实数据模型中有确切需要

  6. 尽量使用相同的类型存储相似、相关的值，特别是关联条件中使用的列

  7. 注意可变长字符串，其在临时表和排序时可能导致悲观的按max长度分配内存

  8. 避免使用遗弃的特性，如指定浮点数的精度，或整数的显示宽度

  9. 小心使用enum和set，虽然他们用起来很方便，但不要滥用，有时会变陷阱

  10. 范式是好的，但反范式有时也是必要的；预先计算、缓存或生成汇总表也可获很大好处

  11. alter table 大部分情况会锁表且重建整张表（让人痛苦）本章提供了一些有风险的方法，大部分场景必须使用其他更常规的方法

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【MySQL数据库】第三章解读：服务器性能剖析 （下）

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