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面試的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)被面試官問到數(shù)據(jù)庫優(yōu)化方面的知識(shí)點(diǎn)。今天來總結(jié)一下數(shù)據(jù)庫優(yōu)化應(yīng)該經(jīng)過幾個(gè)階段，我覺得這樣回答是一個(gè)比較優(yōu)的答案。

0x01：SQL優(yōu)化及應(yīng)用程序優(yōu)化

一個(gè)系統(tǒng)總是從小到大，所以在系統(tǒng)還是小型系統(tǒng)的時(shí)候。首先應(yīng)該注重表的設(shè)計(jì)，合理使用主鍵、外鍵、索引；字段選用合適的數(shù)據(jù)類型、合適的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。使用SQL考慮索引什么情況是有效的；什么時(shí)候是失效的，避免使用索引失效的SQL。

另外應(yīng)該程序優(yōu)化也很重要，比如能批量執(zhí)行SQL，就不要在程序中循環(huán)執(zhí)行SQL。使用各種框架的緩存也非常重要，例如，如果使用MyBatis時(shí)，就好合理使用MyBatis的一級(jí)緩存和二級(jí)緩存；使用Hibernate時(shí)，就好合理使用Hibernate的一級(jí)緩存和二級(jí)緩存等。

0x02：數(shù)據(jù)庫讀寫分類

當(dāng)業(yè)務(wù)量達(dá)到一定程度時(shí)，可以考慮數(shù)據(jù)庫的讀寫分離方案，讓讀寫業(yè)務(wù)分離。但是一定要考慮如何解決寫庫與讀庫的數(shù)據(jù)一致性問題。目前，很多開源的讀寫分離服務(wù)和框架。主要基于如下兩種方案：

• 應(yīng)用程序根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯來判斷，增刪改等寫操作命令發(fā)給寫庫，查詢命令發(fā)給讀庫。
• 利用中間件來做代理，負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)庫的請(qǐng)求識(shí)別出讀還是寫，并分發(fā)到不同的數(shù)據(jù)庫中。

0x03：引入緩存數(shù)據(jù)庫

NoSQL數(shù)據(jù)庫目前也是大行其道，特別Redis數(shù)據(jù)庫。例如使用Redis緩存服務(wù)器，可以把一些常用、不經(jīng)常變化的數(shù)據(jù)緩存到內(nèi)存。在內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)要比在硬盤讀取的速度不知道快多少倍。引入緩存數(shù)據(jù)庫增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，另外還有考慮關(guān)系型數(shù)據(jù)庫與NoSQL數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)一致性的問題。

0x04：垂直拆分

一個(gè)數(shù)據(jù)庫由很多表的構(gòu)成，每個(gè)表對(duì)應(yīng)著不同的業(yè)務(wù)，垂直切分是指按照業(yè)務(wù)將表進(jìn)行分類，分布到不同的數(shù)據(jù)庫上面，這樣也就將數(shù)據(jù)或者說壓力分擔(dān)到不同的庫上面，如下圖：

優(yōu)點(diǎn)：

• 拆分后業(yè)務(wù)清晰，拆分規(guī)則明確
• 系統(tǒng)之間整合或擴(kuò)展容易
• 數(shù)據(jù)維護(hù)簡(jiǎn)單

缺點(diǎn)：

• 部分業(yè)務(wù)表無法join，只能通過接口方式解決，提高了系統(tǒng)復(fù)雜度
• 受每種業(yè)務(wù)不同的限制存在單庫性能瓶頸，不易數(shù)據(jù)擴(kuò)展跟性能提高
• 事務(wù)處理復(fù)雜

0x05：水平拆分

垂直拆分后遇到單機(jī)瓶頸，可以使用水平拆分。相對(duì)于垂直拆分的區(qū)別是：垂直拆分是把不同的表拆到不同的數(shù)據(jù)庫中，而水平拆分是把同一個(gè)表拆到不同的數(shù)據(jù)庫中。

相對(duì)于垂直拆分，水平拆分不是將表的數(shù)據(jù)做分類，而是按照某個(gè)字段的某種規(guī)則來分散到多個(gè)庫之中，每個(gè)表中包含一部分?jǐn)?shù)據(jù)。簡(jiǎn)單來說，我們可以將數(shù)據(jù)的水平切分理解為是按照數(shù)據(jù)行的切分，就是將表中 的某些行切分到一個(gè)數(shù)據(jù)庫，而另外的某些行又切分到其他的數(shù)據(jù)庫中，主要有分表，分庫兩種模式。如下圖：

分庫模式

分表模式

優(yōu)點(diǎn)：

• 不存在單庫大數(shù)據(jù)，高并發(fā)的性能瓶頸
• 對(duì)應(yīng)用透明，應(yīng)用端改造較少
• 按照合理拆分規(guī)則拆分，join操作基本避免跨庫
• 提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性跟負(fù)載能力

缺點(diǎn)：

• 拆分規(guī)則難以抽象
• 分片事務(wù)一致性難以解決
• 數(shù)據(jù)多次擴(kuò)展難度跟維護(hù)量極大
• 跨庫join性能較差