MySQL表设计优化





有时候, 作为开发人员的你需要做超出开发人员职责的事情去弄清楚递到你面前的开发任务, 有时候, 那些不太了解数据库系统原理的人提出的需求可能不会考虑需求的性能影响, 如果你能清楚的告诉他们这些对数据库造成大压力的小功能需要导致硬件成本成倍增加的话, 他们可能会考虑砍掉一些需求。

表设计和索引优化要求设计开发人员了解系统构架和实现细节, 设计人员需要去理解整个系统和可能的各种影响因素。 这一章依次重点讨论数据类型, 索引策略和范式化, 最后对一些数据引擎做一些简单的介绍。

Choosing Optimal Data Types

选择正确的数据类型

Mysql 提供多种数据类型的支持,选择正确的数据类型对能否得到高性能的设计影响很大。 以下一些简单的指导规则能帮助您对各种数据类型的设计决策做出更好的选择:

小的比大的好

一般来说, 在保证正确性的前提下, 尽量使用最小的数据类型来存储和表示数据。 小的数据类型一般比大的更快, 因为小的数据类型占用的磁盘空间, 内存和cup缓存都相对小, 需要的cpu处理也要相对少; 这个原则很重要, 但是设计的时候也不要低估需要存储的数据的数据范围, 毕竟, 如果后来发现需要在多个地方改变某个数据的数据类型的话, 将是一件痛苦耗时的事情。 如果正在多个可选数据类型之间犹豫不绝的话, 就选那个能够满足数据范围需求的最小的数据类型吧(如果系统比较简单, 数据量不大,或者正处于早期设计阶段, 后面是很容易修改的)

简单的就是好的

简单的数据类型需要的cup处理周期更少, 比如, 对整数的处理比字符串处理更容易, 因为字符集和排序规则使得字符串比较复杂化了, 两个典型例子是: 使用mysql的内嵌数据类型来存储日期和时间而不是字符串, 使用整数存储Ip地址而不是字符串。 后面会对更详细的讨论这条规则。

尽量避免NULL数据类型

如果可能, 尽可能把字段定义成NOT NULL。 许多表包含一些字段允许空的字段, 即使应用需求不需要存储null的数据, 这样做的原因知识因为允许字段为NULL是缺省的。您应该注意把字段设计生非NULL的, 除非真的是需要存储NULL值。 在查询优化时, mysql很难优化需要引用到能包含NULL值的字段的查询, 因为允许为null的字段使得索引, 索引统计和值比较更复杂。

允许NULL的字段会占用掉更多的存储空间和花掉更多的cpu处理, 当为一个可为空的字段建立索引时, 需要为每项分配一个额外的字节, 在myisam中, 甚至会使得一个固定大小的索引(比如建立在单个整数的缩影)变成一个变长大小的索引。 即使遇到不需要存储值到某个字段, 也应当考虑不使用NULL, 而是考虑使用0, 一个特殊值或者空串来代替。 把字段从NULL改成NOT NULL的性能改善通常不是很大, 所以, 除非确实证明NULL字段在引起性能问题, 一般不需要把超找并修改NULL字段为NOT NULL字段当做一件大事来对待; 但是, 在做设计的时候, 注意尽量把需要索引的字段设计成不允许为空的。

决定数据类型的第一步是定义所存数数据的分类: 数值型, 字符串型还是临时型等;除了一些特别的并不是那么直观的外, 这通常是很直观的。

接下来是选择具体的数据类型, 许多mysql的数据类型能存储同一种数据, 但是在可存储的数据范围, 准确度或者存储空间有些不同。 有些数据类型可能还有一些特殊的行为属性。比如, DATETIME和TIMESTAMP都能存储日期和日期, 而且都是准确到秒; 然而, TIMESTAMP占的数据空间只有DATETIME的一半, 而且是时区敏感的,同时有一些自动修改的机制。 另一个方面, 它能表示的数据范围要小些, 有些属性在某些时候是比较麻烦的。

这里只讨论了一些基本的数据类型, 实际上, mysql为了考虑兼容性, 一些数据类型是其他数据类型的别名而已, 例如,INTEGER, BOOl和NUMERIC, 他们是一样的, 只是名字不同而已; 这些数据类型有时候容易叫人困惑, 但倒是多性能的影响不大。

整数

数字分为整数和实数, 如果存储整型数,使用正型数类型:TINYINT, SMALLINT, MEDIUMINT, INT, or BIGINT, 分别是8, 16, 24, 32, 和64位, 能存储的数值范围是–2(N–1) to 2(N–1)–1, 其中N是位数。

整数有一个可选的属性UNSIGNED, 使用这个属性使得无法表示负数, 而可表示的数值上限大体增加了1倍, 比如, TINYINT UNSIGNED 能存储0 到255之间的值, 而不是TINYINT的–128 到 127.

有符号和无符号数使用的数据存数空间是一样的, 性能也差不多, 所以在使用时根据数据范围选择即可。

数据类型的选择通常会影响mysql数据在磁盘,内存中的存储, 然而,正型数的计算通常是以64为的BIGINT进行的,即使是在32位机器上。 (一些统计函数是例外的情况,这些函数通常使用DECIMAL和DOUBLE进行计算 )

mysql允许在选择整型的时候指定一个宽度,如INT(11), 这对于许多应用来说是没有实际意义的:它并不限制值的范围, 只是简单的用来在交互性工具, 比如命令行上指示数值输出的字符宽度。 从存储和计算的角度来看, INT(1)和INT(20)是一样的。

Falcon存储引擎与其他的引起不一样, MySQL AB按照自己的格式来存储整数, 用户多数据的存储大小和格式没有任何控制。一些第三方的存储引擎, 如Brighthouse, 也有自己的存储格式和压缩方法。