MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)必備常識(shí)
導(dǎo)讀:眾所周知，系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，從內(nèi)存中讀取要比從硬盤(pán)上速度要快好幾百倍。故現(xiàn)在絕大部分應(yīng)用系統(tǒng)，都會(huì)最大程度的使用緩存(內(nèi)存中的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域)，來(lái)提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)也不例外。在這里，筆者將結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)，跟大家探討一下，MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中緩存的管理技巧：如何合理配置MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)緩存，提高緩存命中率。
一、什么時(shí)候應(yīng)用系統(tǒng)會(huì)從緩存中獲取數(shù)據(jù)?
數(shù)據(jù)庫(kù)從服務(wù)器上讀取數(shù)據(jù)時(shí)，可以從硬盤(pán)的數(shù)據(jù)文件中獲取數(shù)據(jù)，也可以從數(shù)據(jù)庫(kù)緩存中讀取數(shù)據(jù)。現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)管理員需要搞清楚的是，在什么樣的情況下，系統(tǒng)是從緩存中讀取數(shù)據(jù)，而不是從硬盤(pán)的數(shù)據(jù)文件中讀取數(shù)據(jù)?
簡(jiǎn)單的說(shuō)，數(shù)據(jù)緩存就是內(nèi)存中的一塊存儲(chǔ)區(qū)域，其存儲(chǔ)了用戶(hù)的SQL文本以及相關(guān)的查詢(xún)結(jié)果。通常情況下，用戶(hù)下次查詢(xún)時(shí)，如果所使用的SQL文本是相同的，并且自從上次查詢(xún)后，相關(guān)的紀(jì)錄沒(méi)有被更新過(guò)，此時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)就直接采用緩存中的內(nèi)容。從這個(gè)原則中，可以看到如果要直接使用緩存中的數(shù)據(jù)，至少要滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件。
一是所采用的SQL文本是相同的。當(dāng)前后兩次用戶(hù)使用了相同的SQL語(yǔ)句(假設(shè)不考慮其他條件)，則服務(wù)器會(huì)從緩存中讀取結(jié)果，而不需要再去解析和執(zhí)行SQL語(yǔ)句。這里需要注意的是，這里的SQL文本必須一次不差的完全相同。如果前后兩次查詢(xún)，使用了不同的查詢(xún)條件。如第一次查詢(xún)時(shí)沒(méi)有輸入Where條件語(yǔ)句。后來(lái)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)量過(guò)多，利用了Where條件了過(guò)濾查詢(xún)的結(jié)果。此時(shí)即使最后的查詢(xún)結(jié)果是相同的，系統(tǒng)仍然是從數(shù)據(jù)文件中獲取數(shù)據(jù)，而不是從數(shù)據(jù)緩存中。再如，Select后面所使用的字段名稱(chēng)也必須是相同的。如果有一個(gè)字段名稱(chēng)不同或者前后兩次查詢(xún)所使用的字段數(shù)量不同，則系統(tǒng)都會(huì)認(rèn)為是不同的SQL語(yǔ)句，而重新解析并查詢(xún)。
二是從數(shù)據(jù)緩存的角度考慮，大小寫(xiě)是不敏感的。如前后兩次查詢(xún)時(shí)，采用的字段名稱(chēng)可能只有大小寫(xiě)的差異。如第一次使用的是大小，第二次使用的是小寫(xiě)，這系統(tǒng)認(rèn)為仍然是相同的SQL語(yǔ)句。或者說(shuō)關(guān)鍵字大小寫(xiě)等等這都是不敏感的。
三是要滿(mǎn)足二次查詢(xún)之間，數(shù)據(jù)記錄包括表結(jié)構(gòu)都沒(méi)有被更改過(guò)。如果記錄所在的標(biāo)更改了，如增加了一個(gè)字段等等，此時(shí)使用這個(gè)表的所有緩沖數(shù)據(jù)系統(tǒng)將自動(dòng)清空。這里需要注意，這里指的更改是一個(gè)廣義的更改，包括表中任何數(shù)據(jù)或者結(jié)果的改變。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，第一次查詢(xún)時(shí)用戶(hù)需要查詢(xún)2010年的出貨數(shù)據(jù)。查詢(xún)后有用戶(hù)在這個(gè)表中插入了一條2011年1月份的出貨信息。然后又有用戶(hù)需要查詢(xún)2010年的出貨信息。使用的SQL語(yǔ)句與第一次查詢(xún)時(shí)完全相同。在這種情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)會(huì)使用緩存中的數(shù)據(jù)嗎?答案是否定的。因?yàn)楫?dāng)中間用戶(hù)插入一條記錄時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)清空跟這個(gè)表相關(guān)的所有緩存記錄。當(dāng)?shù)诙尾樵?xún)時(shí)，緩存中已經(jīng)沒(méi)有這張表對(duì)應(yīng)的緩存信息。此時(shí)就需要重新解析并查詢(xún)。
四是需要注意，默認(rèn)字符集對(duì)緩存命中率的影響。通常情況下，如果客戶(hù)端與服務(wù)器之間所采用的默認(rèn)字符集不同，則即使查詢(xún)語(yǔ)句相同、在兩次查詢(xún)之間記錄與表結(jié)構(gòu)也沒(méi)有被更改，系統(tǒng)仍然認(rèn)為是不同的查詢(xún)。對(duì)于這一點(diǎn)需要特別的注意，大家比較容易忽視。
二、提高緩存命中率的建議。
從上面的條件分析中可以看出，利用緩存中的數(shù)據(jù)具有比較嚴(yán)格的條件。其實(shí)這些條件也是合情合理的。主要是為了保障數(shù)據(jù)的一致性。對(duì)以上這些條件有深入的認(rèn)識(shí)之后，現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)管理員需要考慮的是，如何來(lái)提高這個(gè)緩存的命中率?對(duì)此筆者有如下幾個(gè)建議。
一是在配置時(shí)，客戶(hù)端與服務(wù)器端要使用相同的字符集。如果客戶(hù)端(或者說(shuō)第三方工具)與服務(wù)器端使用的字符集不同，那么任何情況下都不會(huì)使用緩存功能。特別在國(guó)內(nèi)，需要用到中文的字符集。此時(shí)特別需要注意，客戶(hù)端默認(rèn)字符集要與服務(wù)器端的默認(rèn)字符集相同。注意，這里是相同，而不是兼容。有時(shí)候即使采用了不同的字符集，客戶(hù)端上仍然可以正常顯示。這主要是因?yàn)橛行┳址m然不相同，但是是相互兼容的。在緩存管理上，需要相同，光兼容還不行。
二是在客戶(hù)端上，要固化查詢(xún)的語(yǔ)句。如現(xiàn)在有財(cái)務(wù)人員和采購(gòu)人員同時(shí)從系統(tǒng)中查詢(xún)11月份的出貨數(shù)據(jù)。顯然他們崗位職責(zé)不同，所需要字段的內(nèi)容是不同的。此時(shí)在客戶(hù)端出，可以允許用戶(hù)設(shè)置自己所需要的表單格式。但是筆者建議，后臺(tái)所采用的SQL語(yǔ)句最好是相同的。這里數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)過(guò)三個(gè)渠道：后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)、客戶(hù)端、用戶(hù)。筆者的意識(shí)時(shí)，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)與客戶(hù)端之間的交互采用相同的SQL語(yǔ)句。然后客戶(hù)端與用戶(hù)之間進(jìn)行交互時(shí)，根據(jù)用戶(hù)定義的格式(包括字段前后的排列、不包括查詢(xún)條件語(yǔ)句的差異)向用戶(hù)顯示數(shù)據(jù)。此時(shí)由于采用了相同的SQL語(yǔ)句(只是用戶(hù)對(duì)于顯示格式的要求不同)，從而可以提高應(yīng)用系統(tǒng)的查詢(xún)效率。
三是提高內(nèi)存中緩存的配置，來(lái)提高命中率。一般在服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)跟數(shù)據(jù)庫(kù)軟件協(xié)商緩存空間的大小。當(dāng)緩存工作不足時(shí)，緩存中最舊的緩存記錄會(huì)被最新的消息所覆蓋。可見(jiàn)，如果能夠提高緩存空間，就可以提高命中率。這就好像打靶，目標(biāo)多了，命中的幾率也會(huì)高許多。不過(guò)用戶(hù)的并發(fā)數(shù)越多，這個(gè)設(shè)置的效果會(huì)越不明顯。
四是通過(guò)分區(qū)表可以提高緩存的命中率。在上面的條件分析中，大家可以看到，只要所查詢(xún)的表中插入了一條記錄，系統(tǒng)就會(huì)清空緩存記錄。現(xiàn)在以查詢(xún)出貨記錄為例。出貨記錄表每天都在更新，而用戶(hù)在年初時(shí)，會(huì)經(jīng)常需要查詢(xún)上一年的出貨記錄。此時(shí)由于這個(gè)表中的數(shù)據(jù)每個(gè)小時(shí)都在更新，那么緩存中的信息會(huì)不斷的被情況。此時(shí)緩存的命中率顯然不會(huì)很高。針對(duì)這種情況，筆者建議可以采用分區(qū)表。如可以通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置，將2010年的出貨記錄單獨(dú)存放在一個(gè)出貨的分區(qū)表中。即每一個(gè)年度都使用一張單獨(dú)的分區(qū)表。此時(shí)2011年的紀(jì)錄，就不會(huì)影響到2010年的分區(qū)表。此時(shí)如果用戶(hù)重復(fù)查詢(xún)2010年的出貨信息，只要其使用的SQL語(yǔ)句相同(沒(méi)有采用不同的查詢(xún)條件)，那么就可以享受緩存機(jī)制所帶來(lái)的效益，提高應(yīng)用系統(tǒng)的查詢(xún)效果。。
三、多個(gè)應(yīng)用對(duì)緩存的影響。
通常情況下，MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的緩存是根據(jù)服務(wù)器內(nèi)存的大小自動(dòng)分配的。如果一臺(tái)服務(wù)器上只有一個(gè)MySQL應(yīng)用，那么固然最好。不過(guò)在實(shí)際工作中，為了降低信息化投資的成本，往往會(huì)在同一臺(tái)服務(wù)器上布置多個(gè)信息化應(yīng)用。由于其他信息化應(yīng)用也需要使用內(nèi)存的空間作為緩存，那么MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中緩存空間就可能變小。如果遇到這種情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員需要跟系統(tǒng)工程師進(jìn)行協(xié)商，為各種不同的應(yīng)用根據(jù)性能要求的不同，手工設(shè)置不同的緩存空間。如此的話(huà)，就可以避免同一臺(tái)服務(wù)器上不同信息化應(yīng)用對(duì)緩存的沖突。
這些知識(shí)對(duì)剛?cè)腴T(mén)的初學(xué)者是很有意義的，上文講到的都是程序員基礎(chǔ)，踏踏實(shí)實(shí)從基礎(chǔ)學(xué)起，對(duì)以后的發(fā)展是有好處的，很高興能與大家一起分享這些知識(shí)，真心的希望能夠幫到大家。
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