讀書筆記之-《高性能MySQL》

數據庫相關的知識，看了《高性能MySQL》和《數據庫系統實現》兩本。兩本書綜合看效果更好。 《高性能MySQL》從使用的角度入手，《數據庫系統實現》從原理的角度入手。之前學習數據庫相關的知識時有個執念，必定要弄明白它是怎麼實現的，就直接買了一個《MySQL內核:Innodb存儲引擎》,結果看不懂，束之高閣。

數據庫的知識，我的以爲以下的順序比較合理。

硬盤

《數據庫系統實現》在第二章就單獨用一章的篇幅講解磁盤的存儲原理。這是由於計算機內置組件中具有持久存儲能力的只有硬盤，軟件屈從於硬件。所以理解磁盤的存儲特色才能理解軟件設計背後的邏輯。磁盤存儲有以下的特色:

1. 特性A:相比CPU的延遲，磁盤延遲很是很是大。 在《性能之巔》中有作過對比，對於3.3GHz的CPU, 一個指令週期爲0.3ns；機械硬盤一次I/O的延遲爲1～10ms。這個差距有多大，若是一個CPU指令週期爲1s, 那麼機械硬盤一次I/O的延遲爲1～12個月。真是等到花兒都謝了。

2. 特性B:磁盤是塊設備，每次寫入都是按塊來的。一般一個塊爲512byte。即便用硬盤，得注意不能用輪船隻運輸一個土豆到美國。

3. 特性C:順序IO的性能遠遠高於隨機IO的性能。由於順序IO避免了尋道時間和旋轉延遲。

上述的特性不只影響了數據庫的設計，更是深入影響了操做系統的設計，例如page cache

讀寫

數據庫的操做基本上就是更高階的讀寫: select 和 delete/update 是咱們使用數據庫頻率最高的操做了。 因此，數據庫解決的核心問題就是如何組織數據實現高性能的讀寫。

###事務
高性能無法忽略掉併發，在併發讀寫場景下，就會出現數據一致性的問題。因此事務就用來解決數據一致性的問題了。

默認每條SQL語句都是一個事務， 能夠手動設置提交點改變這一規則

在MySQL中，事務的隔離級別有4種。這4種其實不用死記硬背，能夠從應用場景推導出來。

未提交讀

事物A修改了記錄a, 沒有提交；事務B讀取表，讀取到了該事務。 這就是未提交讀。 若是咱們本身設計數據庫，在原數據上修改字段，若是沒有其餘手段的控制，併發狀況下就會出現這種狀況。因爲讀取到了髒數據，也稱爲髒讀。這裏咱們也能夠將事務換一個熟悉的概念：線程來理解

提交讀

針對上面未提交讀的問題，若是將改動保存在事務的做用域內部，那麼未提交的數據就不會影響其餘事務。 這種隔離級別就是提交讀。也叫不可重複讀。由於失誤內部兩次執行可能獲得不同的結果。

可重複讀

提交讀面臨的不可重複讀的問題，在可重複讀隔離級別下能夠避免。它能保證一個事務屢次讀取同一條記錄不會改變。固然，若是事務內部改變了該記錄，另說。這個級別帶來的另外一個問題就是[幻讀]。 這個很好理解： 2個事務。事務A 讀取記錄不存在就寫入；事務B寫入記錄。 事務A有可能出現寫入失敗的狀況。

可序列化

將事務順序執行。性能最低的作法。

索引

一般查詢數據有兩種典型的場景: 等值查詢和區間查詢。 即select * from table where field=a 或者 select * from table where field between a and b。 若是沒有索引，惟一的作法就是全表掃描。這是一種大海撈針的作法。 程序員通常關注兩個點: 問題在哪和怎麼優化。 對於等值查詢，最好的優化方式就是hash了。對於區間查詢，不是hash算法的用武之地，由於它有個隱藏的邏輯: 排序。 一般，具有排序功能的數據結構有: 排序後的數組，鏈表。 跳躍表。AVL樹，紅黑樹，B樹，B+樹。

爲何選擇B+樹？

1. 硬盤是塊設備。使用B+樹，能夠經過在同一個塊中容納N個元素，從而控制B樹的層級不超過3層。減少IO的次數。
2. B+樹葉子節點是鏈表。方便磁盤順序IO的操做。

性能

性能就是響應時間。 性能問題的排查思路是top-down的方式:

1. CPU，內存，網絡，IO, 硬盤是否OK?
2. 不OK只有3種狀況: 餘量不足 或者 配置不合理 或者 出故障了。
3. 索引優化， 表結構優化，查詢優化 其頭並進。

性能問題須要更可能是操做系統相關的知識。

複製

這個是MySQL的殺手鐗。若是沒有複製功能，MySQL不可能這麼流行。 複製引伸出來的特性: 讀寫分離，負載均衡，高可用，故障切換， 備份， 測試升級。都是濫大街的概念。

複製的實現方式:基於行的複製和基於日誌的複製。

可擴展性

可擴展性就是經過增長資源來提高系統容量的能力。好比MySQL經過讀寫分離，每新增一個Slave節點，數據庫層面的讀併發能力有所提高。固然因爲系統分層，每一個層級都支持可擴展性，整個系統才具有可擴展性。

數據庫層級的擴展經常使用策略就是分庫分表這些策略了。

另外，可擴展性跟系統性能是兩回事。 好比Hive性能較低，可是不影響其可擴展性。

高可用

高可用本質上就是更少的宕機時間。 若是從計算機的視角來看待人，人的可用性通常只有50%，按天天8小時工做制，人的可用性只有33%。

利用top-down的思路， 實現高可用，只有兩種辦法: 提高平均失效時間間隔， 簡而言之，就是讓系統兩次宕機中間的時間間隔越長越好；下降平均恢復時間， 簡而言之，就是出了故障修復時間越短越好。 因此，高可用更多的是架構層面的東西， 好比MySQL的互爲主備，負載均衡。

備份

備份是個容易被忽略的話題。屬於那種平時不待見，關鍵時刻須要扛雷。 備份的做用基本有三個: 災難恢復，審計，測試。

《高性能MySQL》是一本兼顧深度和廣度的書，沒有那麼多的原理性細節，適合開發閱讀。若是想更深刻學習，估計《數據庫系統實現》是一本比較適合的書。