Эффективный MySQL

Interlabs

13 мая 2013

1 / 35

Немного истории

MySQL AB4.0 03.2003 UNION . . .

4.1 06.2004 BTREE, PREPARED, SUBQUERY . . .

5.0 09.2005 CURSOR, VIEW, TRIGGER . . .

SUN Microsystems 5.1 11.2008 PARTITIONING . . .

ORACLE 5.5 9.2010 DEFAULT INNODB, SIGNAL . . .

5.6 dev 2011 NOSQL, PERFORMANCE SCHEMA . . .

MariaDB — полностью совместимый свободный форк:

• InnoDB→ XtraDB

• динамические и виртуальныеколонки

• SphinxSE — встроенный Sphinx

• много оптимизаций, включаяподзапросы

2 / 35

Типы данных

• чем меньше места — тем лучше;• чем проще тип — тем лучше;• колонка с NULL: больше места, дольшеобработка, сложнее оптимизация.

Используем минимально достаточныйсамый простой тип, избегаем NULL.

3 / 35

ЧислаИспользуем минимально достаточный тип:

TINYINT 255

SMALLINT 65535

MEDIUMINT 16777215

INT 4294967295

BIGINT 18446744073709551615M

FLOAT 1.175494351E–38

3.402823466E+38

DOUBLE 2.2250738585072014E–308

1.7976931348623157E+308

DECIMAL 65 цифр

• по возможности UNSIGNED• по возможности FLOAT, диапазон DOUBLE редко нужен• важна точная дробная часть — DECIMAL

4 / 35

СтрокиCHAR

• фиксированный размер• 0 - 255• быстрое изменение

VARCHAR

• размер строки + 1–2 байта• 0 - 65535• дольше измeнение

Использование:

• часто изменяемые данные• незначительная разница вдлине строк

• относительно редкоеобновление

• строки различной длины

5 / 35

Бинарные строки

BINARY / VARBINARY

• просто набор байтов, не используют collation и UTF;• быстрее обрабатываются, занимают меньше места;• в остальном аналогичны CHAR и VARCHAR.

MD5, почтовые индексы, IP-адреса

6 / 35

Даты

DATE 1000–01–01 — 9999–12–31

TIMESTAMP 1970–01–01 00:00:01 UTC — 2038–01–19 03:14:07 UTC

DATETIME 1000–01–01 00:00:00 — 9999–12–31 23:59:59

• если позволяет временной интервал — TIMESTAMP• поведение TIMESTAMP при INSERT/UPDATE настраивается• DATETIME — в два раза больше места, но без ограничений

7 / 35

Тексты

TEXT = BLOB + encoding + collation

• отдельный способ хранения по отношению к другимполям, отдельное хранилище в InnoDB;

• индексируется только часть (max_sort_length);• снижение производительности при сложных запросах;• можно настраивать длину: TINYTEXT, MEDIUMTEXT,SMALLBLOB и т.д.

Использовать только если действительно нужно.

8 / 35

Механизмы храненияMyISAM Memory Archive CSV . . . InnoDB (XtraDB)

• ручное восстановление• нет ссылочной целостности• нет транзакций• полнотекстовые индексы

• высокая надежность• кластеризованный индекс• ссылочная целостность• хранимый код, транзакции

. . . из всех для нас важнейшим является InnoDB

Всегда явно прописываем при создании таблиц.

9 / 35

Индексы

Проектирование базы основано на данных, нопроектирование индексов основано на запросах

• анализ запросов, генерируемых приложением• анализ лога (медленных) запросов

SET GLOBAL log_slow_queries = ’ON’;SET GLOBAL long_query_time = 0;$ pt-query-digest /var/lib/mysql/mysql-slow.log...

10 / 35

SHOW STATUS

Можно получить различную статистику текущего соединения:

SHOW PROCESSLIST;SHOW TABLE STATUS;SHOW TABLE STATUS FROM database WHERE Engine=’InnoDB’;

FLASH STATUSSHOW SESSION STATUS LIKE ’Select%’;SHOW SESSION STATUS LIKE ’Created%’;FLASH STATUS;

11 / 35

Лог медленных запросовМожно включать и выключать без перезапуска сервера,результат в таблицу:

SET GLOBAL log_slow_queries = ’ON’;SET GLOBAL long_query_time = 2;SET GLOBAL log_output = ’TABLE’;SET GLOBAL log_queries_not_using_indexes = ’ON’;

SELECT start_time, query_time, rows_set, rows_examined, sql_textFROM mysql.slow_logWHERE db = ’database’;

12 / 35

Профайлер

Время выполнения всех стадий обработки запроса, может бытьполезно для сложных запросов:

SET profiling=1;SELECT ...SHOW PROFILES;SHOW PROFILE FOR QUERY 1;SHOW PROFILE CPU FOR QUERY 1;...

13 / 35

INFORMATION SCHEMA

Количество записей в каждой таблицы базы:

SELECT TABLE_NAME, TABLE_ROWSFROM INFORMATION_SCHEMA.TABLESWHERE TABLE_SCHEMA=’database’ORDER BY TABLE_ROWS DESC;

Некоторые запросы уже реализованы в проекте CommonSchema.

14 / 35

Common Schemahttps://code.google.com/p/common-schema/

• реально сносит крышу, «jQuery для MySQL» ,• библиотека функций + скриптовый язык, реализованныйна хранимых

• отладчик для хранимых процедур• набор view для стандартных задач анализа и оптимизации

foreach($table, $schema, $engine: table in dbname){

if ($engine = ’InnoDB’)ALTER TABLE :$schema.:$table ENGINE=InnoDB ROW_FORMAT=Compact;

}

15 / 35

Percona Toolkit

• pt-query-digest — поиск проблемных запросов• pt-index-usage — анализ использования индексов• pt-duplicate-key-checker — поиск дублирующихсяиндексов

http://www.percona.com/software/percona-toolkit

16 / 35

pt-query-digestНе обязательно использовать серверный slow log, можнополучить клиентский с помощью PROCESSLIST:

$ pt-query-digest --processlisth=mysql.interlabs.lan,u=devel,p=password--interval=0.01 --output slowlog > slow.log

$ pt-query-digest --explainh=mysql.interlabs.lan,u=devel,p=password > explained.log

explained.log — отчет об анализе slow.log:

• статистика запросов (количество, время выполнения и т.д.)• подробная статистика по каждому запросу• результат выполнения EXPLAIN по каждому запросу

17 / 35

pt-index-usage и другие

Анализирует slow.log и находит бесполезные индексы:

$ pt-index-usage --host=mysql.interlabs.lan--user=user --password=password slow.log

ALTER TABLE ‘db‘.‘table‘ DROP KEY ‘keyname‘;ALTER TABLE ‘db‘.‘another‘ DROP KEY ‘somekey‘;...

А также: pt-duplicate-key-checker, pt-table-usage и т.д.

18 / 35

Выбор индекса• запрос без подзапросов — один индекс• оптимизатор выбирает наиболее подходящий, учитываясодержимое таблицы

• проверка использования — поле key в EXPLAIN

ANALYZE TABLE tablename;

cardinality = количество разных значенийselectivity = cardinality / общее количество значений

• чем больше индексов — тем сложнее оптимизатору• оптимизация — только на таблице с реальными данными

19 / 35

СелективностьSELECT ... FROM table WHERE x = 3;INDEX(x)

• несколько значений равно 3 — используется• 10–30% равно 3 — возможно используется• большее количество — не используется

INDEX(gender), INDEX(is_active) . . . — бесполезны

SELECT * FROM information_schema.statistics

20 / 35

InnoDB: первичный ключ• UINIQUE и NOT NULL• хранит не только значения ключа, но и данные• обязателен, не указан — используется первый уникальныйили генерируется автоматически, но так делать не надо;

• последовательность должна соответствовать порядкудобавления записей, иначе неэффективная вставка;

• каждый вторичный ключ включает в себя поля первичного.

PRIMARY KEY(id)INDEX(id,x) и UNIQUE(id,x) — обычно бесполезныPRIMARY KEY(UUID) — проблема

21 / 35

Покрывающие индексы• если выбираем только поля, содержащиеся в индексе, кзаписи обращаться не нужно

• covering index, Using index в EXPLAIN• самый производительный вариант• дополнительное место, расходы при вставке

SELECT age FROM peopleWHERE first = ’John’ AND last = ’Doe’

INDEX(first, last) — работает при поискеINDEX(first, last, age) — covering index

22 / 35

Оптимальный индекс1 Все поля в WHERE, для которых =, в порядке убыванияселективности

2 Поле по которому:• WHERE range (BETWEEN, >, ...)• GROUP BY• ORDER BY — нужно учитывать порядок полей в ORDER BY

3 Дополнительные поля для covering index

SELECT a,b FROM t WHERE c=1SELECT b FROM t WHERE c=1 ORDER BY aSELECT b FROM t WHERE c=1 GROUP BY aINDEX(c,a,b)

23 / 35

GROUP BY ORDER BYСоставной индекс удовлетворяет WHERE и есть еще поля виндексе — GROUP BY и ORDER BY (чаще что-то одно):

WHERE a=1 GROUP BY bWHERE a=1 ORDER BY bWHERE a=1 GROUP BY b ORDER BY bINDEX(a,b) — все работает

WHERE a=1 GROUP BY b ORDER BY cINDEX(a,b,c) — то же, что INDEX(a,b),

если не covering

WHERE b=1 AND a > 9 ORDER BY aINDEX(b,a) — работает

24 / 35

ORDER BY LIMIT

• если ORDER BY использует индекс — LIMIT эффективный• иначе — обход всех записей

SELECT SQL_CALC_FOUND_ROWS ... LIMIT 10;SELECT FOUND_ROWS();

Позволяет избежать повторного SELECT с COUNT(), данные попроизводительности противоречивы.

25 / 35

Когда индексы не работают

NOT

• NOT LIKE• NOT IN• NOT (expression)• <>

IN

• IN (SELECT ...)• IN (1,2,3)оптимизируется как =

Функции WHERE YEAR(date) = ’2013’

OR в WHERE WHERE first = ’John’ OR last = ’Smith’

LIKE работает только для префиксов LIKE ’John%’.

26 / 35

Проблемы с сортировкой

Сортировка не использует индекс, если:

• нарушается префиксность индекса• колонка из другой таблицы или не в индексе• разнонаправленная сортировка для разных колонок• сортировка выборки не соответствует сортировке индекса• GROUP BY и ORDER BY по разным полям (с большойвероятностью)

27 / 35

Индексы: антипаттерны

• отсутствующие индексы• индексы не учитывающие селективность• дублирующиеся индексы, или индексы входящие в другиеиндексы — сложнее оптимизатору, больше затраты приизменении

• много индексов по одиночным колонкам — оптимизаторвыберет один

• отсутствие covering-индексов• избыточные covering-индексы• FULLTEXT search

28 / 35

EXPLAIN SELECTОсновной инструмент диагностики запроса

• Using index — используется покрывающий индекс;• Using where — применяется WHERE, используется ли приэтом индекс — смотри в possible_keys и key

• Using temporary — временная таблица в памяти или надиске

• Using filesort — сортировка не может быть выполнена поиндексу, file тут не при чем.

В случае filesort может использоваться файл, если данныесортировки не помещаются в соответствующий буфер в памяти.

29 / 35

Некоторые рекомендации• ORDER BY NULL помогает избежать неявной сортировки• OR можно оптимизировать, переписав в UNION• всегда явно указываем UNION ALL и UNION DISTINCT,иначе выполняется DISTINCT

• JOIN обычно лучше оптимизируется, чем подзапросы• подзапросы могут быть средством оптимизации, если вних есть агрегирование

• чем больше OFFSET, тем медленнее• DISTINCT и GROUP BY не имеют смысла вместе

В ряде случаев — только денормализация

30 / 35

Главное в базе это. . .

Целостность данных

Вы всегда должны быть уверены в полноте и корректностиданных, хранимых в базе.

• первичный ключ;• уникальные ключи;• типы колонок;

• внешние ключи;• ограничения;• иногда триггеры.

31 / 35

Уникальные ключи

Всегда создаем, если поле подразумевает уникальность,позволяет отследить ошибки в данных сразу, а не когда втаблице сотни тысяч записей.

CREATE UNIQUE INDEX table_field ON table(field);

ALTER TABLE table ADD UNIQUE (field);

ALTER IGNORE table ADD UNIQUE (field);остается только первая дублирующаяся запись.

32 / 35

Уникальные ключи:обработка ошибок

INSERT INTO table (md5, stuff) VALUES($a, $b)ON DUPLICATE KEY UPDATE id=LAST_INSERT_ID(id);

$id = SELECT LAST_INSERT_ID();

Удобно, но AUTOINCREMENT продолжает расти при ошибках!

33 / 35

InnoDB: внешние ключиCREATE TABLE users ...

FOREIGN KEY fk_group(group_id)REFERENCES groups(id)ON UPDATE CASCADE ON DELETE RESTRICT

• ON UPDATE CASCADE: если изменяется groups.id, тоизменяется и group_id

• ON DELETE RESTRICT: из groups нельзя удалить запись,если есть ссылающиеся записи

• ON DELETE CASCADE: если из groups удаляется запись,ссылающиеся удаляются автоматически

• при использовании REPLACE возможны проблемы

Не зависит от клиентского кода, использовать обязательно!34 / 35

Что читать

• High Performance MySQL1 — книга по оптимизации• PerconaConf 2013 slides2, особенно доклады пооптимизации

• MySQL Documents by Rick James3, нетривиальные рецептыпо решению различных проблем

• Percona Toolkit4

• Common Schema5

1http://shop.oreilly.com/product/9780596101718.do2http://form.percona.com/PLMCE13Slides.html3http://http://mysql.rjweb.org/4http://www.percona.com/software/percona-toolkit5https://code.google.com/p/common-schema/

35 / 35