浅谈MySQL大表优化方案

背景

阿里云RDS FOR MySQL（MySQL5.7版本）数据库业务表每月新增数据量超过千万,随着数据量持续增加,我们业务出现大表慢查询,在业务高峰期主业务表的慢查询需要几十秒严重影响业务

方案概述

一、数据库设计及索引优化

MySQL数据库本身高度灵活，造成性能不足，严重依赖开发人员的表设计能力以及索引优化能力,在这里给几点优化建议

• 时间类型转化为时间戳格式,用int类型储存,建索引增加查询效率
• 建议字段定义not null，null值很难查询优化且占用额外的索引空间
• 使用TINYINT类型代替枚举ENUM
• 存储精确浮点数必须使用DECIMAL替代FLOAT和DOUBLE
• 字段长度严重根据业务需求来,不要设置过大
• 尽量不要使用TEXT类型，如必须使用建议将不常用的大字段拆分到其它表
• MySQL对索引字段长度是有限制的, innodb引擎的每个索引列长度默认限制为767字节（bytes），所有组成索引列的长度和不能大于3072字节(mysql8.0单索引可以创建1024字符)
• 大表有DDL需求时请联系DBA

最左索引匹配规则

顾名思义就是最左优先，在创建组合索引时，要根据业务需求，where子句中使用最频繁的一列放在最左边。复合索引很重要的问题是如何安排列的顺序，比如where后面用到c1, c2 这两个字段，那么索引的顺序是(c1,c2)还是(c2,c1)呢，正确的做法是，重复值越少的越放前面，比如一个列 95%的值都不重复，那么一般可以将这个列放最前面

• 复合索引index(a,b,c)
• where a=3 只使用了a
• where a=3 and b=5 使用了a,b
• where a=3 and b=5 and c=4 使用了a,b,c
• where b=3 or where c=4 没有使用索引
• where a=3 and c=4 仅使用了 a
• where a=3 and b>10 and c=7 使用了a,b
• where a=3 and b like ‘xx%' and c=7 使用了a,b
• 其实相当于创建了多个索引：key(a)、key(a,b)、key(a,b,c)

二、数据库切换到PloarDB读写分离

PolarDB是阿里云自研的下一代关系型云数据库，100%兼容MySQL存储容量最高可达100 TB，单库最多可扩展到16个节点，适用于企业多样化的数据库应用场景。PolarDB采用存储和计算分离的架构，所有计算节点共享一份数据，提供分钟级的配置升降级、秒级的故障恢复、全局数据一致性和免费的数据备份容灾服务。

集群架构，计算与存储分离
PolarDB采用多节点集群的架构，集群中有一个Writer节点（主节点）和多个Reader节点（只读节点），各节点通过分布式文件系统（PolarFileSystem）共享底层的存储（PolarStore）

读写分离
当应用程序使用集群地址时，PolarDB通过内部的代理层（Proxy）对外提供服务，应用程序的请求都先经过代理，然后才访问到数据库节点。代理层不仅可以做安全认证和保护，还可以解析SQL，把写操作（例如事务、UPDATE、INSERT、DELETE、DDL等）发送到主节点，把读操作（例如SELECT）均衡地分发到多个只读节点，实现自动的读写分离。对于应用程序来说，就像使用一个单点的数据库一样简单。

在离线混合场景：不同业务用不同的连接地址，使用不同的数据节点，避免相互影响

Sysbench性能压测报告：

PloarDB 4核16G 2台

PloarDB 8核32G 2台

三、分表历史数据迁移到MySQL8.0 X-Engine存储引擎

分表业务表保留3个月数据(这个根据公司需求来),历史数据按月分表到历史库X-Engine存储引擎表, 为什么要选用X-Engine存储引擎表,它有什么优点?

节约成本, X-Engine的存储成本约为InnoDB的一半

X-Engine分层存储提高QPS, 采用层次化的存储结构，将热数据与冷数据分别存放在不同的层次中，并默认对冷数据所在层次进行压缩

X-Engine是阿里云数据库产品事业部自研的联机事务处理OLTP（On-Line Transaction Processing）数据库存储引擎。
X-Engine存储引擎不仅可以无缝对接兼容MySQL（得益于MySQL Pluginable Storage Engine特性），同时X-Engine使用分层存储架构。因为目标是面向大规模的海量数据存储，提供高并发事务处理能力和降低存储成本，在大部分大数据量场景下，数据被访问的机会是不均等的，访问频繁的热数据实际上占比很少，X-Engine根据数据访问频度的不同将数据划分为多个层次，针对每个层次数据的访问特点，设计对应的存储结构，写入合适的存储设备

• X-Engine使用了LSM-Tree作为分层存储的架构基础，并进行了重新设计：
• 热数据层和数据更新使用内存存储，通过内存数据库技术（Lock-Free index structure/append only）提高事务处理的性能。
• 流水线事务处理机制，把事务处理的几个阶段并行起来，极大提升了吞吐。
• 访问频度低的数据逐渐淘汰或是合并到持久化的存储层次中，并结合多层次的存储设备（NVM/SSD/HDD）进行存储。
• 对性能影响比较大的Compaction过程做了大量优化：
• 拆分数据存储粒度，利用数据更新热点较为集中的特征，尽可能的在合并过程中复用数据。
• 精细化控制LSM的形状，减少I/O和计算代价，有效缓解了合并过程中的空间增大。
• 同时使用更细粒度的访问控制和缓存机制，优化读的性能。

四、阿里云PloarDB MySQL8.0版本并行查询

分表之后我们的数据量依然很大,并没有完全解决我们的慢查询问题,只是降低了我们业务表的体量,这部分慢查询我们需要用到PolarDB的并行查询优化

PolarDB MySQL 8.0重磅推出并行查询框架，当您的查询数据量到达一定阈值，就会自动启动并行查询框架，从而使查询耗时指数级下降
在存储层将数据分片到不同的线程上，多个线程并行计算，将结果流水线汇总到总线程，最后总线程做些简单归并返回给用户，提高查询效率。
并行查询（Parallel Query）利用多核CPU的并行处理能力，以8核32 GB配置为例，示意图如下所示。

并行查询适用于大部分SELECT语句，例如大表查询、多表连接查询、计算量较大的查询。对于非常短的查询，效果不太显著。

并行查询用法，使用Hint语法可以对单个语句进行控制，例如系统默认关闭并行查询情况下，但需要对某个高频的慢SQL查询进行加速，此时就可以使用Hint对特定SQL进行加速。

SELECT /+PARALLEL(x)/ … FROM …; – x >0

SELECT /*+ SET_VAR(max_parallel_degree=n) */ * FROM … // n > 0

查询测试：数据库配置 16核32G 单表数据量超3千万

没加并行查询之前是4326ms，加了之后是525ms，性能提升8.24倍

五、交互式分析Hologre

大表慢查询我们虽然用并行查询优化提升了效率,但是一些特定的需求实时报表、实时大屏我们还是无法实现，只能依赖大数据去处理。
这里推荐大家阿里云的交互式分析Hologre（
https://help.aliyun.com/product/113622.html）

六、后记

千万级大表优化是根据业务场景，以成本为代价优化的，不是一上来就数据库水平切分扩展，这样会给运维和业务带来巨大挑战，很多时候效果不一定好，我们的数据库设计、索引优化、分表策略是否做到位了，应该根据业务需求选择合适的技术去实现。

到此这篇关于浅谈MySQL大表优化方案的文章就介绍到这了,更多相关MySQL大表优化内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！