Gunakan MySQL MVCC untuk mengoptimumkan reka bentuk pangkalan data dan meningkatkan prestasi aplikasi

Gunakan MySQL MVCC untuk mengoptimumkan reka bentuk pangkalan data dan meningkatkan prestasi aplikasi

Abstrak: Dalam aplikasi Internet hari ini, prestasi pangkalan data adalah penting untuk operasi yang stabil dan masa tindak balas sistem. Sebagai salah satu sistem pengurusan pangkalan data hubungan yang paling biasa digunakan, MySQL menggunakan kawalan konkurensi berbilang versi (MVCC) untuk meningkatkan prestasi konkurensi dan konsistensi data semasa mereka bentuk pangkalan data. Artikel ini akan memperkenalkan prinsip asas MVCC dan pelaksanaannya dalam MySQL, dan memberikan beberapa contoh untuk mengoptimumkan reka bentuk pangkalan data.

1. Prinsip Asas MVCC
   Multi-version Concurrency Control (MVCC) ialah teknologi yang digunakan untuk melaksanakan tahap pengasingan transaksi. Ia mencapai kawalan serentak dengan menyimpan petikan antara berbilang transaksi dalam pangkalan data Setiap transaksi boleh melihat petikan berasingan yang mengandungi semua data yang telah dilakukan sebelum transaksi dimulakan.

Prinsip asas MVCC ialah untuk mencapai penciptaan dan pengurusan syot kilat dengan menandakan setiap baris data sebagai rantaian versi. Apabila transaksi bermula, ia mencipta gambar baharu dan mengaitkan cap masa semasa dengan transaksi. Urus niaga kemudiannya boleh membaca dan mengubah suai data dalam syot kilat tanpa gangguan daripada transaksi serentak yang lain.

2. Pelaksanaan MVCC dalam MySQL
   MySQL menggunakan dua medan rekod penting untuk melaksanakan MVCC: penuding balik (rollpointer) dan nombor versi (versi). Penunjuk putar balik menghala ke baris data yang dimasukkan dan diubah suai yang asal, dan pemulihan segera dicapai dengan merekodkan log asal. Nombor versi ialah pembilang yang bertambah Setiap kali transaksi baharu mengubah suai data, nombor versi akan meningkat.

Semasa operasi baca, MySQL akan menentukan keterlihatan berdasarkan cap masa transaksi baca. Jika nombor versi data lebih besar daripada atau sama dengan cap masa transaksi semasa, maka data itu boleh dilihat. Jika tidak, anda perlu mendapatkan versi lama data melalui log asal.

Semasa operasi tulis, MySQL akan mencipta versi baharu baris data, menulis versi baharu data ke rantai versi baharu dan mengalihkan versi lama data ke log asal. Kelebihan ini ialah dalam situasi serentak, transaksi yang berbeza boleh membaca versi lama dan versi baharu data pada masa yang sama tanpa konflik.

3. Contoh mengoptimumkan reka bentuk pangkalan data
   (1) Gunakan jenis data yang sesuai
   Menggunakan jenis data yang sesuai boleh mengurangkan penggunaan ruang storan dan meningkatkan kecekapan membaca dan menulis data. Cuba pilih jenis data yang paling ringkas dan paling padat dan elakkan menggunakan aksara yang terlalu panjang atau jenis data yang tidak diperlukan.

Sebagai contoh, jika medan hanya perlu menyimpan nilai Boolean, anda boleh menggunakan TINYINT(1) dan bukannya jenis BOOL, kerana TINYINT(1) hanya menggunakan 1 bait ruang storan.

(2) Penggunaan indeks yang munasabah
Indeks ialah cara penting untuk meningkatkan kecekapan pertanyaan, tetapi terlalu banyak atau indeks yang tidak munasabah akan mengurangkan prestasi operasi tulis. Apabila mereka bentuk indeks, anda perlu memilih medan dan jenis indeks yang sesuai berdasarkan keperluan pertanyaan sebenar dan volum data.

Sebagai contoh, untuk medan yang sering ditanya dalam julat, anda boleh mempertimbangkan untuk menggunakan indeks berbilang lajur atau indeks meliputi untuk meningkatkan kecekapan pertanyaan.

(3) Operasi kelompok dan kawalan transaksi
Operasi kelompok boleh mengurangkan bilangan operasi IO dan meningkatkan kecekapan pemprosesan data. Untuk sejumlah besar operasi sisip, kemas kini dan padam, anda boleh menggunakan pernyataan operasi kelompok (seperti INSERT INTO... NILAI...) untuk memproses berbilang keping data pada satu masa.

Pada masa yang sama, penggunaan transaksi yang munasabah dapat memastikan konsistensi dan integriti data. Dalam senario konkurensi tinggi, menggunakan tahap pengasingan transaksi yang sesuai dan kawalan transaksi yang munasabah boleh mengelakkan persaingan dan konflik data.

(4) Pembahagian dan sub-jadual
Pembahagian dan sub-jadual adalah cara yang berkesan untuk menyelesaikan masalah prestasi jadual besar. Dengan membahagikan jadual besar kepada berbilang jadual kecil, data boleh disimpan pada cakera yang berbeza, mengurangkan jumlah data dalam satu jadual dan meningkatkan kecekapan pertanyaan.

Sebagai contoh, untuk senario pertanyaan mengikut julat masa, data setahun boleh dibahagikan kepada jadual partition berbeza mengikut bulan, dan setiap jadual partition hanya mengandungi data bulan tersebut.

Contoh kod:

-- 创建表
CREATE TABLE `user` (
  `id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `username` VARCHAR(50) NOT NULL,
  `password` VARCHAR(50) NOT NULL,
  `email` VARCHAR(50) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  INDEX `idx_username` (`username`),
  INDEX `idx_email` (`email`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci;

-- 插入数据
INSERT INTO `user` (`username`, `password`, `email`) VALUES
('user1', 'password1', 'user1@example.com'),
('user2', 'password2', 'user2@example.com'),
('user3', 'password3', 'user3@example.com');


-- 查询数据
SELECT * FROM `user` WHERE `username` = 'user1';

-- 更新数据
UPDATE `user` SET `password` = 'newpassword' WHERE `username` = 'user1';

-- 删除数据
DELETE FROM `user` WHERE `username` = 'user1';

Kesimpulan: Dengan menggunakan MySQL MVCC, kami boleh mengoptimumkan reka bentuk pangkalan data dan meningkatkan prestasi aplikasi. Menggunakan jenis data yang sesuai, penggunaan indeks yang munasabah, operasi kelompok dan kawalan transaksi, pembahagian dan pembahagian jadual dengan berkesan boleh mengurangkan operasi IO, meningkatkan kecekapan pertanyaan dan mengurangkan konflik serentak, sekali gus meningkatkan prestasi keseluruhan dan kestabilan sistem.

Bahan rujukan:

1. Manual Rujukan MySQL 5.7 - 14.2.5 format baris InnoDB dan pengenalan terperinci MVCC (https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-row-format-and- mvcc.html)
2. MySQL Berprestasi Tinggi, Edisi Ke-3 (https://www.oreilly.com/library/view/high-performance-mysql/9781449332471/)

Atas ialah kandungan terperinci Gunakan MySQL MVCC untuk mengoptimumkan reka bentuk pangkalan data dan meningkatkan prestasi aplikasi. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!