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如今，互聯(lián)網(wǎng)上關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化方面的文章很多，但是有的寫的似是而非，有的不切實(shí)際，對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)，只能做到更優(yōu)，不可能最優(yōu)，并且由于實(shí)際需求不同，優(yōu)化方案還是有所差異的，根據(jù)實(shí)際需要關(guān)心的方面（速度、存儲(chǔ)空間、可維護(hù)性、可拓展性）來(lái)優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)，而這些方面往往又是相互矛盾的。

一個(gè)系統(tǒng)的性能的提高，不單單是試運(yùn)行或者維護(hù)階段的性能調(diào)優(yōu)，也不單單是開發(fā)階段的事情，而是在整個(gè)軟件生命周期都需要注意，所以，我按照軟件生命周期的不同階段來(lái)總結(jié)數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化相關(guān)的方法及注意事項(xiàng)。

一、為什么要優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)？

數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用程序優(yōu)化通常可分為兩個(gè)方面：源代碼和SQL語(yǔ)句。

由于涉及到對(duì)程序邏輯的改變，源代碼的優(yōu)化在時(shí)間成本和風(fēng)險(xiǎn)上代價(jià)很高，而對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)性能的提升收效有限，那么，我們?yōu)槭裁匆獌?yōu)化SQL語(yǔ)句呢？

1、SQL語(yǔ)句是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作的惟一途徑，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能起著決定性的作用。

2、SQL語(yǔ)句消耗了70%至90%的數(shù)據(jù)庫(kù)資源。

3、SQL語(yǔ)句獨(dú)立于程序設(shè)計(jì)邏輯，對(duì)SQL語(yǔ)句進(jìn)行優(yōu)化不會(huì)影響程序邏輯。

4、SQL語(yǔ)句有不同的寫法，在性能上的差異非常大。

5、SQL語(yǔ)句易學(xué)，但難精通。

優(yōu)化SQL語(yǔ)句的傳統(tǒng)方法是通過(guò)手工重寫來(lái)對(duì)SQL語(yǔ)句進(jìn)行優(yōu)化，DBA或資深程序員通過(guò)對(duì)SQL語(yǔ)句執(zhí)行計(jì)劃的分析，依靠經(jīng)驗(yàn)，嘗試重寫SQL語(yǔ)句，然后對(duì)結(jié)果和性能進(jìn)行比較，以試圖找到性能較佳的SQL語(yǔ)句。

這種傳統(tǒng)上的作法無(wú)法找出SQL語(yǔ)句的所有可能寫法，且依賴于人的經(jīng)驗(yàn)，非常耗費(fèi)時(shí)間。

二、分析階段

一般來(lái)說(shuō)，在系統(tǒng)分析階段往往有太多需要關(guān)注的地方，系統(tǒng)各種功能性、可用性、可靠性、安全性需求往往吸引了我們大部分的注意力。

但是，馬海祥必須提醒大家要注意一點(diǎn)，性能是很重要的非功能性需求，必須根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)確定其實(shí)時(shí)性需求、響應(yīng)時(shí)間的需求、硬件的配置等，最好能有各種需求的量化的指標(biāo)。

另一方面，在分析階段應(yīng)該根據(jù)各種需求區(qū)分出系統(tǒng)的類型，大的方面，區(qū)分是OLTP(聯(lián)機(jī)事務(wù)處理系統(tǒng))和OLAP(聯(lián)機(jī)分析處理系統(tǒng))。

三、設(shè)計(jì)階段

設(shè)計(jì)階段可以說(shuō)是以后系統(tǒng)性能的關(guān)鍵階段，在這個(gè)階段，有一個(gè)關(guān)系到以后幾乎所有性能調(diào)優(yōu)的過(guò)程—數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。

在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)完成后，可以進(jìn)行初步的索引設(shè)計(jì)，好的索引設(shè)計(jì)可以指導(dǎo)編碼階段寫出高效率的代碼，為整個(gè)系統(tǒng)的性能打下良好的基礎(chǔ)。

對(duì)于性能要求設(shè)計(jì)階段，我們需要注意以下幾點(diǎn)：

1、數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的規(guī)范化

數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的規(guī)范化就是我們一般所說(shuō)的范式，我們可以這樣來(lái)簡(jiǎn)單理解范式：

第1規(guī)范：沒(méi)有重復(fù)的組或多值的列，這是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的最低要求。

第2規(guī)范：每個(gè)非關(guān)鍵字段必須依賴于主關(guān)鍵字，不能依賴于一個(gè)組合式主關(guān)鍵字的某些組成部分，消除部分依賴，大部分情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)都應(yīng)該達(dá)到第二范式。

第3規(guī)范：一個(gè)非關(guān)鍵字段不能依賴于另一個(gè)非關(guān)鍵字段。消除傳遞依賴，達(dá)到第三范式應(yīng)該是系統(tǒng)中大部分表的要求，除非一些特殊作用的表。

更高的范式要求這里就不再作介紹了，在馬海祥看來(lái)，如果全部達(dá)到第二范式，大部分達(dá)到第三范式，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生較少的列和較多的表，因而減少了數(shù)據(jù)冗余，也利于性能的提高。

2、合理的冗余

完全按照規(guī)范化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)幾乎是不可能的，除非系統(tǒng)特別的小，在規(guī)范化設(shè)計(jì)后，有計(jì)劃地加入冗余是必要的。

冗余可以是冗余數(shù)據(jù)庫(kù)、冗余表或者冗余字段，不同粒度的冗余可以起到不同的作用。

冗余可以是為了編程方便而增加，也可以是為了性能的提高而增加。

從性能角度來(lái)說(shuō)，冗余數(shù)據(jù)庫(kù)可以分散數(shù)據(jù)庫(kù)壓力，冗余表可以分散數(shù)據(jù)量大的表的并發(fā)壓力，也可以加快特殊查詢的速度，冗余字段可以有效減少數(shù)據(jù)庫(kù)表的連接，提高效率。

3、主鍵的設(shè)計(jì)

主鍵是必要的，SQL SERVER的主鍵同時(shí)是一個(gè)唯一索引，而且在實(shí)際應(yīng)用中，我們往往選擇最小的鍵組合作為主鍵，所以主鍵往往適合作為表的聚集索引，聚集索引對(duì)查詢的影響是比較大的，這個(gè)在下面索引的敘述。

在有多個(gè)鍵的表，主鍵的選擇也比較重要，一般選擇總的長(zhǎng)度小的鍵，小的鍵的比較速度快，同時(shí)小的鍵可以使主鍵的B樹結(jié)構(gòu)的層次更少。

主鍵的選擇還要注意組合主鍵的字段次序，對(duì)于組合主鍵來(lái)說(shuō)，不同的字段次序的主鍵的性能差別可能會(huì)很大，一般應(yīng)該選擇重復(fù)率低、單獨(dú)或者組合查詢可能性大的字段放在前面。

4、外鍵的設(shè)計(jì)

外鍵作為數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象，很多人認(rèn)為麻煩而不用，實(shí)際上，外鍵在大部分情況下是很有用的，理由是：

外鍵是最高效的一致性維護(hù)方法，數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性要求，依次可以用外鍵、CHECK約束、規(guī)則約束、觸發(fā)器、客戶端程序，一般認(rèn)為，離數(shù)據(jù)越近的方法效率越高。

謹(jǐn)慎使用級(jí)聯(lián)刪除和級(jí)聯(lián)更新，級(jí)聯(lián)刪除和級(jí)聯(lián)更新作為SQL SERVER 2000當(dāng)年的新功能，在2005作了保留，應(yīng)該有其可用之處。

馬海祥這里說(shuō)的謹(jǐn)慎，是因?yàn)榧?jí)聯(lián)刪除和級(jí)聯(lián)更新有些突破了傳統(tǒng)的關(guān)于外鍵的定義，功能有點(diǎn)太過(guò)強(qiáng)大，使用前必須確定自己已經(jīng)把握好其功能范圍，否則，級(jí)聯(lián)刪除和級(jí)聯(lián)更新可能讓你的數(shù)據(jù)莫名其妙的被修改或者丟失。

從性能看級(jí)聯(lián)刪除和級(jí)聯(lián)更新是比其他方法更高效的方法。

5、字段的設(shè)計(jì)

字段是數(shù)據(jù)庫(kù)最基本的單位，其設(shè)計(jì)對(duì)性能的影響是很大的，對(duì)此，馬海祥提醒大家要注意以下幾點(diǎn)：

A、數(shù)據(jù)類型盡量用數(shù)字型，數(shù)字型的比較比字符型的快很多。

B、數(shù)據(jù)類型盡量小，這里的盡量小是指在滿足可以預(yù)見的未來(lái)需求的前提下的。

C、 盡量不要允許NULL，除非必要，可以用NOT NULL+DEFAULT代替。

D、少用TEXT和IMAGE，二進(jìn)制字段的讀寫是比較慢的，而且，讀取的方法也不多，大部分情況下最好不用。

E、自增字段要慎用，不利于數(shù)據(jù)遷移。

6、數(shù)據(jù)庫(kù)物理存儲(chǔ)和環(huán)境的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)階段，可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理存儲(chǔ)、操作系統(tǒng)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)，使得我們的系統(tǒng)在將來(lái)能適應(yīng)比較多的用戶并發(fā)和比較大的數(shù)據(jù)量。

這里需要注意文件組的作用，適用文件組可以有效把I/O操作分散到不同的物理硬盤，提高并發(fā)能力。

7、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特別是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)性能是有很大影響的，對(duì)于一般的OLTP系統(tǒng)，可以選擇C/S結(jié)構(gòu)、三層的C/S結(jié)構(gòu)等，不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)其性能的關(guān)鍵也有所不同。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段應(yīng)該歸納一些業(yè)務(wù)邏輯放在數(shù)據(jù)庫(kù)編程實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫(kù)編程包括數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)過(guò)程、觸發(fā)器和函數(shù)，用數(shù)據(jù)庫(kù)編程實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的好處是減少網(wǎng)絡(luò)流量并可更充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)的預(yù)編譯和緩存功能。

8、索引的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)階段，可以根據(jù)功能和性能的需求進(jìn)行初步的索引設(shè)計(jì)，這里需要根據(jù)預(yù)計(jì)的數(shù)據(jù)量和查詢來(lái)設(shè)計(jì)索引，可能與將來(lái)實(shí)際使用的時(shí)候會(huì)有所區(qū)別。

關(guān)于索引的選擇，馬海祥提醒大家要注意以下幾點(diǎn)：

A、根據(jù)數(shù)據(jù)量決定哪些表需要增加索引，數(shù)據(jù)量小的可以只有主鍵。

B、根據(jù)使用頻率決定哪些字段需要建立索引，選擇經(jīng)常作為連接條件、篩選條件、聚合查詢、排序的字段作為索引的候選字段。

C、把經(jīng)常一起出現(xiàn)的字段組合在一起，組成組合索引，組合索引的字段順序與主鍵一樣，也需要把最常用的字段放在前面，把重復(fù)率低的字段放在前面。

D、一個(gè)表不要加太多索引，因?yàn)樗饕绊懖迦牒透碌乃俣取?/p>