MySQL性能优化实践篇：如何保证数据库的效率

前言

MySQL索引底层数据结构与算法
MySQL性能优化原理-前篇

前两篇说完了索引底层数据结构、性能优化原理的基本概念。本篇将讲讲具体实践。分两篇来讲，这是实践的第一篇。对于一个以数据为中心的应用，数据库的好坏直接影响到程序的性能，因此数据库性能至关重要。一般来说，要保证数据库的效率，要做好以下四个方面的工作：

1. 数据库表设计
2. SQL语句优化
3. 数据库参数配置
4. 恰当的硬件资源和操作系统

此外，使用适当的存储过程，也能提升性能。这个顺序也表现了四个方面对性能影响的大小。

数据库表设计
通俗地理解三个范式，对于数据库设计大有好处。在数据库设计当中，为了更好地应用三个范式，就必须通俗地理解三个范式。

第一范式：1NF - 确保原子性
是对属性的原子性约束，要求属性（列）具有原子性，不可再分解；（只要是关系型数据库都满足 1NF）

第二范式：2NF - 确保表中每列都和主键相关
是对记录的唯一性约束，要求记录有唯一标识，即实体的唯一性；

先满足1NF，然后每张表要有主键，并且确保每一列都和主键相关，而不是主键的一部分（主要针对联合主键）。换言之，一个表中只保存一种数据而不是多种数据。

错误示范：

商品订单信息错误设计

正确示范：

商品订单信息正确设计

第三范式：3NF - 确保每列都和主键直接相关，而不是间接相关
3NF 是对字段冗余性的约束，它要求字段没有冗余。

第三范式需要确保数据表中的每一列数据都和主键直接相关，而不能间接相关。不能传递依赖，如非主键列A依赖非主键列B，非主键列B依赖主键。

关键字段 -> 非关键字段x -> 非关键字段y
案例1:

比如在设计一个订单数据表的时候，可以将客户编号作为一个外键和订单表建立相应的关系。而不可以在订单表中添加关于客户其它信息（比如姓名、所属公司等）字段。如下这两个表所示的设计就是一个满足第三范式的数据库表。

 案例2:

假定学生关系表为 Student (学号、姓名、年龄、所在学院、学院地点、学院电话)，关键字为单一关键字“学号”，因为存在如下决定关系：

（学号）-> (姓名、年龄、所在学院、学院地点、学院电话)
复制代码
即存在非关键字段“学院地点”、“学院电话”对关键字段“学号”的传递函数依赖。 它也会存在数据冗余，更新异常、插入异常和删除异常的情况。正确应把学生关系表分为如下两个表：

• 学生：（学号、姓名、年龄、所在学院）
• 学院：（学院、地点、电话）

范式化优缺点
范式化的优点：

1. 重复数据少，不冗余；
2. 维护更新快；
3. 范式化的表更小，可在内存中运行。

范式化的缺点：

查询的时候经常需要很多关联，增加查询的代价。也可能使一些索引策略失效，因为范式化将列放在不同的表中，而这些列在一个表中本可以属于同一个索引。

反范式化的优缺点
反范式化的优点：

1. 避免关联，几乎所有数据可以在一张表中显示。
2. 可以设计有效的索引。

反范式化的缺点：

冗余数据多，更小维护麻烦，删除数据时也容易丢失重要信息。

数据表设计的建议
没有冗余的数据库设计可以做到，但是，没有冗余的数据库未必是最好的数据库，有时为了提高运行效率，就必须降低范式标准，适当保留冗余数据。具体做法：在概念数据模型设计时遵守第三范式，降低范式标准的工作放到物理数据模型设计时考虑。降低范式就是增加字段，允许冗余。

另外，《阿里巴巴Java开发手册》，数据库的表设计允许适当冗余，以提升SQL查询的性能，避免表的关联查询。

适度冗余，减少join的关联
冗余更新频率不高，但是查询频率极高的字段。如订单中的商品名称、微博发帖中的用户昵称。

大字段垂直拆分

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