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一、设计原则
原则: SQL
开发规范制定是基于良好的编码习惯和可读性;
目的: 消除冗余,数据简约,提高效率,提高安全;
【1】禁止在线上生产环境做数据库压力测试,全链路压测可以支持,但是一定不要在业务高峰期搞压力测试。
【2】禁止在数据库中明文存储密码和敏感信息,可能信安部门回来找你。
【3】禁止从开发、测试环境直连线上生产数据库,一般会做网络隔离,可能也连不上。
【4】禁止将业务日志实时保存到数据库。具体看情况,一些重要的也可以,但是程序日志就不要放进去,可以放到ClickHost
和ES
之类的产品。
【5】业务部门推广活动,需要提起通知DBA
。
【6】任何语句使用前通过EXPLAIN
查看执行计划是否用到索引:链接
【7】不要从明细表查统计结果,定期统计插入到汇总表:这个做互联网的深有感触,一张表几千万的数据,统计一个数据,性能真心很低。
EXPLAIN
SELECT COUNT(user_no) AS u_no,
SUM(bid_no) AS b_no
FROM user
WHERE registered_date >= '2013-02-07 18:11:40';
Query_time
: 18.229131 Lock_time
: 0.000474 Rows_sent
: 0 Rows_examined:100289
注:从明细表查询时检索记录数为100289
,从汇总表查询时检索记录数为1
,需要改为从汇总表查询。
id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | SIMEPLE | user | ALL | 100289 | Using where |
【8】禁止使用子查询,MySQL
不像SqlServer
等其他数据库,它对子查询的力度支持比较低。
【9】update/delete/replace
只能单表操作,必须基于主键操作,删除表操作,建议使用truncate
。假设写一个大事务,MySQL
先写replay_log
在写bin_log
,如果特别大,bin_log是顺序写,会阻塞别的事务提交。
【10】不允许出现多于一次的join
,需要join
的字段,数据类型保持绝对一致,多表关联时,保证被关联的字段有索引。与子查询一致,因为join
和子查询是可以相互转换的。
【11】数据订正update/delete
时,要先select
避免出现误删除,确认无误再执行更新语句。
【12】insert
语句要显示指定插入的列明,且不允许使用insert...select
,replace...select
这样的bulk insert
形式。
【13】不允许再查询语句中使用hint
类似的语法:sql_no_cache
,force index
,ignore key
,straight join
等。
【14】不要频繁在数据库中做运算符操作,如count()
/sum()
/md5()
/order by rand()
等,需要控制QPS
,对CPU
消耗是很高的,特别是count
和sum
他有可能会扫描整个索引。
【15】不要使用大偏移量的limit
,正例:where id > N limit M
反例:where ? limit N,M
当N
越来越大的时候,相当于没用limit
。
【16】禁止使用SELECT *
,必须指定字段名称,同样,INSERT
后边需要指定字段;
【17】明细统计时,只统计编码,不要关联名称等冗余字段。注:名称显示可查询全局hashtable
(写 300万/秒 读1200万/秒)。
其他KV
工具:Memcached
(读写 8万/秒,多线程更快,适合小数据)Redis
(读写10万/秒,单线程,可多进程,适合大数据和复杂数据结构)注:一般php
用Memcached
,Java
用Redis
,小量数据时推荐static
变量。
【18】联合查询时,每个表必须加别名,否则系统需要自己生成别名,影响性能。关联字段必须是索引(最好是主键),where
条件用以过滤主表;注:提高SQL
解析效率,便于代码阅读,注意字段前边也要加别名。
--问题语句:bid_no 就没有指定别名
SELECT a.*, b.user_name
FROM user a
LEFT JOIN class_name b
ON a.uid = b.uid AND b.student = 0
WHERE bid_no = '31001383713';
【19】每个查询结果集使用的内存量不要超过256M
,可以通过时间范围控制,如RK BETWEEN A AND B
,大表可按小时操作。注:可通过分批查询返回大量数据;
SELECT user_no, bid_no, evaluate_no, registered_date, updated_date, operator, time_stamp FROM user;
Query_time: 239.269626 Lock_time: 0.000151 Rows_sent: 2271775 Rows_examined: 2271775
【20】页面查询在10
秒内要返回结果,服务器超时限制默认为65
秒。定期查看慢查询日志xxx-slow.log
。注:show variables like '%cache%'
查看query cache
是否足够大和命中率;
Query_time: 67.432783 Lock_time: 0.000373 Rows_sent: 1 Rows_examined: 168671
【21】语句中避免子查询,子查询无法使用索引(少数子查询使用索引,参考执行计划)。注:子查询结果集记录极少时可以使用,否则效率很差;
【22】语句中避免使用GROUP BY
,可通过批量程序定期汇总。注:频繁GROUP BY
需要创建临时结果集;
SELECT MIN (b.bid_no) FROM user b
GROUP BY b.bid_no
【23】禁止语句级并行;
【24】大表join
用临时表代替create temporary table
;
【25】链接MySQL
不要设置成auto***mit=0
,否则就隐式的开启了一个事务;
【26】线上尽量少使用大量查询,将复杂SQL
拆分成多条简单SQL
,化繁为简;
【27】如果结果集不需要去重,尽量改写union
为union all
;
【28】ORDER BY
语句对多个不同条件使用不同方向的排序无法使用索引,请尽量避免或在程序端进行排序;
二、建表规范
【1】存储引擎必须是InnoDB
,因为只有这一个引擎支持事务,还有InnoDB
有许多好的特性,比如ChannlBuffer
对写入和修改特别友好。double write
保护机制对数据一致性要求比较高,读上面有一些Handler_read
来保证读写能力;
【2】必须有显示主键,如果不设置主键,MySQL
会给一个隐藏主键。会影响查询效率。如果进行修改的时候,数据库是根据唯一主键进行处理的,如果没有主键,可能会扫描全表,造成数据库延迟;
【3】推荐使用独立业务的AUTO_INCREMENT
列做主键,禁止使用多字段联合主键;好处就是主键是连续的,再InnoDB
是B+
树那么存储的空间就会更加紧密。不要有业务意义主要是为了方便业务的操作。如果使用联合索引特别长的话,会影响Table get
的点查;
【4】不要使用UUID/MD5/HASH
等函数生成的无序值做主键,会导致页的分裂;
【5】字符集必须是utf8mb4
,MySQL
对字符集的匹配机制做的不是特别好,比如utf8
和utf8mb4
做一些join
运算,会进行一些隐式类型转换,可能找不到索引;
【6】字段声明NOT NULL
,且必须显示指定默认值。NULL
比较空,如果进行COUNT(name)
的时候,Null
是不进行统计的,Sum(age)
如果有NULL
的话,计算出来的值也是NULL
;
【7】库名、表名、字段名禁用保留字,如desc
、rang
、match
、delayed
等;
【8】对表和字段都添加备注说明;
【9】主键列如果为整型,统一使用bigint
,因为int
可能会溢出;
【10】库名、表名字段都是小写;
【11】必须包含时间戳字段datachange_lasttime
,定义默认值为CURRENT_TIMESTAMP on update CURRENT_TIMESTAMP
,并添加索引,CD
发布平台会自动创建;
【12】datachange_createtime
作为创建时间,定义默认值时不要添加on update CURRENT_TIMESTAMP
,直接设置为CURRENT_TIMESTAMP
即可;
三、字段设计
【1】尽可能使用更小的数据类型,如TINYINT
、SMALLINT
、MEDIUMINT
、INT
、BIGINT
。注:int(11)
的11代表客户端显示宽度,并不是取值范围,精度:tinyint -2^8-2^8-1
smallint - 2^15-2^15-1
int -2^31-2^31-1
bigint -2^63-2^63-1
;
--问题语句:int 类型长度应该根据实际设定
DROP TABLE IF EXISTS `user`;
CREATE TABLE `user` (
`user_no` int(32) NOT NULL DEFAULT '',
`bid_no` int(32) NULL DEFAULT NULL,
`evaluate_no` int(32) NULL DEFAULT NULL,
`registered_date` datetime NULL DEFAULT NULL,
`updated_date` datetime NULL DEFAULT NULL,
`operator` varchar(255) CHARACTER SET latin1 COLLATE latin1_swedish_ci NULL DEFAULT NULL,
`time_stamp` datetime NULL DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY USING BTREE (`user_no`)
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = latin1 COLLATE = latin1_swedish_ci ROW_FORMAT = ***pact;
【2】尽量少用TEXT
、BLOB
、CLOB
、影像等专有类型的二进制数据 (大数据如图片等可用链接代替),注:CLOB
等类型在性能和兼容性表现不好,会有带宽问题,将IO
或者网络带宽打爆,Text
字段正常是不能使用索引的。再就是MySQL
不适合存放这些东西,还需要自己去解压,建议使用分布式文件系统等存储;
--问题语句:after_value_text 字段使用了 CLOB
DROP TABLE IF EXISTS `user`;
CREATE TABLE `user` (
`user_no` int(11) NOT NULL DEFAULT '',
`bid_no` int(11) NULL DEFAULT NULL,
`evaluate_no` int(11) NULL DEFAULT NULL,
`after_value_text` CLOB,
PRIMARY KEY USING BTREE (`user_no`)
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = latin1 COLLATE = latin1_swedish_ci ROW_FORMAT = ***pact;
【3】相同属性对应的数据类型,如字符型,数值型不能混合使用,依赖后期转换;
--问题语句:默认bid_no 应该是 int,否则需要隐式转化
DROP TABLE IF EXISTS `user`;
CREATE TABLE `user` (
`user_no` int(11) NOT NULL DEFAULT '',
`bid_no` char(11) NULL DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY USING BTREE (`user_no`)
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = latin1 COLLATE = latin1_swedish_ci ROW_FORMAT = ***pact;
【4】相同字段不同表中的类型和长度要一致;
【5】字段名称不能使用关键字;
【6】不要指定字段级编码,建议全库统一。可以设置编码的有数据源、表,语句。如果语句中没有设置编码就会遵循表的编码,表的编码不存在时,则遵循数据源的编码,注:字段级编码在导入导出时可能乱码;
【7】默认值要规范,例如日期不要使用0000-00-00
;
--问题语句:特有默认值在 ETL 时会导致异常
DROP TABLE IF EXISTS `user`;
CREATE TABLE `user` (
`user_no` int(11) NOT NULL DEFAULT '',
`bid_no` int(11) NULL DEFAULT NULL,
`time_stamp` datetime NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00',
PRIMARY KEY USING BTREE (`user_no`)
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = latin1 COLLATE = latin1_swedish_ci ROW_FORMAT = ***pact;
【8】不要用自增ID
做主键,无法同步,无约束意义。自增在分表分库的业务场景下也不实用,容易导致主键ID
冲突。注:字段设计需要精雕细琢,尽量符合三范式,确定没有索引的表可以使用自增主键;
--问题语句:user_no 使用了自增
DROP TABLE IF EXISTS `user`;
CREATE TABLE `user` (
`user_no` int(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT ***MENT 'ID号',
`bid_no` int(11) NULL DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY USING BTREE (`user_no`)
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = latin1 COLLATE = latin1_swedish_ci ROW_FORMAT = ***pact;
【9】不要使用外键和触发器,注:外键和触发器不适合大数据;
【10】事务相关记录保留时间戳,建议只增不改;在必须对记录进行修改的时候,保留更改时间戳;
-- 正确示例:可用于同步和跟踪
ctime datetime NOT NULL ***MENT '创建时间',
utime timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP ***MENT '更新时间'
【11】精度要求高的字段使用decimal(number, numeric)
代替double
, float(real)
。需要选对场景:精度要求非常高的计算中,要保证有效数字的总个数足够多,需要使用decimal
。注:用在与金额有关的地方;
【12】禁止非英文字段名称,使用中文字段名会创造很多困难点;
四、索引使用
【1】对较长的字符类型,如果需要索引,则建立前缀索引,前缀索引长度控制在20个字符以内,索引不能超过767
个字节,这个也可以通过设计加长,但是太长也会影响效率;
【2】组合索引字段的顺序,去重之后数量越多代表区分度越高,区分度越高的字段排在前面;
【3】每个查询必须用到索引 (小表可能全表更好,视数据量决定)。注:如果没有索引,即使加了rownum=1
,也会全表扫描;
id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | SIMEPLE | user | rang | PRIMARY | PRIMARY | 4 | 12 | Using where | |
【4】建立组合索引时,WHERE 条件中用到等于的字段放前边,用到范围的字段放后边。注:如 DD=100000 AND SJ BETWEEN A AND B 。 |
|||||||||
id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
1 | SIMEPLE | user | rang | p_no | p_no | 10 | 12 | Using where | |
【5】删除重复字段的索引,减少 DML IO 。注:索引过多影响操作效率,重复索引可能导致执行计划异常; |
--问题语句:下面的 key 属于重复key 第一个可以删除掉
DROP TABLE IF EXISTS `user`;
CREATE TABLE `user` (
`user_no` int(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT ***MENT 'ID号',
`bid_no` int(11) NULL DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY USING BTREE (`user_no`),
KEY RoadLineID (`bid_no`),
KEY RoadLineID2 (`bid_no`,`evaluate_no`)
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = latin1 COLLATE = latin1_swedish_ci ROW_FORMAT = ***pact;
【6】除了主键外,避免建立其他唯一性索引。注:业务逻辑通过业务应用控制,数据库设计时要选择正确的主键;
--问题语句:bid_no 数据量大的话不应该定义为唯一索引
DROP TABLE IF EXISTS `user`;
CREATE TABLE `user` (
`user_no` int(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT ***MENT 'ID号',
`bid_no` int(11) NULL DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY USING BTREE (`user_no`),
UNIQUE KEY index_bid_no (bid_no)
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = latin1 COLLATE = latin1_swedish_ci ROW_FORMAT = ***pact;
【7】索引中重复的记录数越少,效率越高,效率最高的是主键。注:如果同一记录超过50%,全表扫描定期analyze table
收集统计信息和直方图,如果可以加not null
的最好加上。例如性别这个字段就不适合体检索引;
【8】索引字段最好不要存在NULL
,NULL
可用0替代,建议把默认值设置为0。注:在null
远多于非null
的情况下,建议表设计 default 0
;
【9】组合索引可以只使用第一个,或者前两个,或者前几个,不能从第二个开始用,也不能跳着使用。注:索引使用从前缀开始,多字段索引到between
或者<,>
等以后字段不会使用索引,排序最好在索引中实现;
【10】关联查询用到的索引的编码必须一致,建议都采用UTF-8
。注:如果编码不一致,索引无效;
【11】一般情况下,一次查询只会用到一个索引。特定情况出现merge index
的情况,如下可能出现 ( a=1 or b=2 ) 会合并 a 和 b 的索引,或者使用union all
。因为or
会破坏索引的最左原则;
【12】每个表索引越少越好,建议1-3个,最多5个 (oltp 1-5,olap 5以上)。注:表索引过多影响写和更新操作效率, GreenPlum
数据库可合理利用分区和分布键,线上就碰到过索引比表还大;
【13】where a = '1'
如果a
为int
,查询字段值为字符类型,这样会有隐式转换,无法使用索引,但是a
如果是字符类型,a = 1
却能用到索引;
【14】in
后面的集合元素的数量,尽量控制在200个以内,MySQL
主要根据查询字段占比决定是否走索引;
五、查询条件
【1】SQL
语句的WHERE
条件避免使用无效条件、无效括号、无效排序,如 (1=1)
、order by
。注:示例语句中使用了无效条件、无效括号,对性能有极大影响;
--问题语句:
SELECT user_no, bid_no, evaluate_no
FROM user
WHERE (1=1)
AND ( (user_no LIKE '%') AND (bid_no LIKE '%') )
AND ( evaluate_no <> 0 )
AND ( operator <> 0 )
ORDER BY user_no ASC;
Query_time: 10.688586 Lock_time: 0.000070 Rows_sent: 55561 Rows_examined: 59075
【2】SQL
语句中不要加用不到的排序。注:类似order by null
等无效排序会影响执行效率;
【3】控制临时结果集,包括中间结果和中间排序。注:合理横向和纵向拆分,一次处理数据量不要太大;
select * from v$sort_usage,show status like %temp%;、
【4】WHERE
条件中最好不要用IN
和LIKE
。注:可使用exists
代替in
, 使用=
代替like
;
【5】WHERE
条件中不要使用NOW()
等进行判断,避免影响执行计划。注:使用now()
的存储过程无法重复运行,且影响执行计划;
【6】禁止使用未经认证的hint
,如SELECT SQL_NO_CACHE f FROM t
。注:使用标准SQL
,便于版本间兼容;
【7】索引相关字段不要使用函数或者进行运算,如field1 + 1 = field2
、ADDDATE
(field1
,…CAST
。注:大多数字段使用函数不会使用索引,只有确定性function
使用函数索引;
--问题语句:会导致索引失效
SELECT * FROM user WHERE CAST(CONCAT(updated_date, ' ', time_stamp) AS datetime) BETWEEN '2014-06-10 10:30:00'
【8】禁止字段格式转换,如SELECT x FROM GS WHERE BM=200000
,数值两边不要加引号。注:要区分数值、日期和字符串,科学计数法更要慎重使用;
id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | SIMEPLE | user | ref | p_no | p_no | 5 | const | 50144 | Using where |
六、存储过程
MySQL
尽量不要使用外键、存储过程、视图、触发器。在互联网公司都不希望用外键,因为外键对性能的损耗比较严重。在SQL Server
时期存储过程是一个好设计,但在MySQL
不是一个好设计,主要是因为两者的实现逻辑不同,在SqlServer
中存储过程能够应用程二级制码的,效率非常高,而且可以进行提前做一个plan cash
的解析,但在MySQL
没有上述的逻辑,所以实现不是很好。
【1】存储过程中操作的记录数超过1000条时不能使用游标 (可用临时表代替,禁止使用触发器、自定义函数)。注:也不能使用 while
,大批量数据操作对应脚本必须进行压力测试,以保证可用性;
【2】在存储过程的关键步骤开始和结束都要记录信息到日志表,用于监控和调试。注:提交要及时,记录要详细;
【3】 使用标准操作符,不要使用双引号、!= 等过渡性操作符。注:非标准操作符可能导致其他无法预期问题;
【4】存储过程要能够重复执行,执行时需要清空历史冲突记录。注:非常重要,多种情况下需要存储过程重复运行;
【5】使用自制事务(autonomous transaction)控制写日志,独立日志操作存储过程。注:用以避免回滚时无法记录日志;
【6】所有过程必须定义异常处理,并自定义错误代码,从-20001
开始;
CREATE OR REPLACE PROCEDURE ap AS
BEGIN
NULL;
--body
EXCEPTION
WHEN OTHERS
THEN
NULL;
-- exception handler
END;
【7】过程避免每条语句提交。注:控制提交频率大于1秒;
【8】禁止使用递归。注:使用递归时,性能消耗无法控制;
七、远程表
【1】远程表结构要与原始表一致,尤其是索引。注:同时编码要一致;
【2】远程表数据不要大于256M,远程表的 WHERE 无效。注:远程表先下载到本地,再进行其他操作,所以不宜过大;
【3】远程表一般用来全表小数据全量同步。注:远程表大数据操作时很慢;
【4】远程表操作完毕提交操作。注:默认远程表只用来读操作,如果进行写操作,则锁全表;
八、性能优化
【1】 文件格式改为XFS
可以提升5%
,增加1/6
磁盘可以提升1/6
,优化索引和结构,一般可以提升100-1000
倍。注:了解SQL原理,让数据经过一次读操作即能返回结果时最快;
【2】使用TYPE=HEAP
的临时表。注:适合频繁删除和更新;
九、引擎使用
【1】使用INNODB
引擎操作大批量数据时,在过程结尾提交,避免过度***MIT
。注:通过事务提交可以提高大数据操作效率,同时有序插入、合并插入也可以大幅提高数据库效率。
--正确语句:
START TRANSACTION;
INSERT INTO t(datetime, UID, content, TYPE) VALUES ('0', 'userid_0', 'content_0', 0),('1',
'userid_1', 'content_1', 1);
INSERT INTO t(datetime, UID, content, TYPE) VALUES ('2', 'userid_2', 'content_2', 2),('3',
'userid_3', 'content_3', 3);
***MIT;
【2】避免跨引擎操作,如表分别为InnodB
和MyISAM
。问题语句:(不能用函数、需要有索引、先汇总再关联、要查汇总表、表引擎要一致、表编码要一致、字段类型要一致)。注:跨引擎操作时,事务失效,推荐都使用InnodB
;
十 、权限控制
【1】PHP
连接MYSQL
的用户只分配对应库SIUD
。注:权限越大,被攻击时受到的破坏越大。注:权限越大,被攻击时受到的破坏越大;
【2】所有客户端提交的变量都要进行转义操作,防止非法注入。注:可通过工具AppScan
统一检测;
-- 问题脚本:
$username = isset($_REQUEST["username"]) ? $_REQUEST["username"] : "";
$sql_gh="select EMPID,USERPASS,EMPSTATUS from ydserver.yd_cas_emp where EMPID='$username'";