前言
本文主要针对的是关系型数据数据库MySql。
先简单梳理下Mysql的基本概念，然后分创建时和查询时这两个阶段的优化展开。
1 基本概念简述
1.1 逻辑架构
- 第一层：客户端通过连接服务，将要执行的sql指令传输过来
- 第二层：服务器解析并优化sql，生成最终的执行计划并执行
- 第三层：存储引擎，负责数据的储存和提取
1.2 锁
数据库通过锁机制来解决并发场景-共享锁（读锁）和排他锁（写锁）。读锁是不阻塞的，多个客户端可以在同一时刻读取同一个资源。写锁是排他的，并且会阻塞其他的读锁和写锁。简单提下乐观锁和悲观锁。
- 乐观锁，通常用于数据竞争不激烈的场景，多读少写，通过版本号和时间戳实现。
- 悲观锁，通常用于数据竞争激烈的场景，每次操作都会锁定数据。
要锁定数据需要一定的锁策略来配合。
- 表锁，锁定整张表，开销最小，但是会加剧锁竞争。
- 行锁，锁定行级别，开销最大，但是可以最大程度的支持并发。
但是MySql的存储引擎的真实实现不是简单的行级锁，一般都是实现了多版本并发控制（MVCC）。MVCC是行级锁的变种，多数情况下避免了加锁操作，开销更低。MVCC是通过保存数据的某个时间点快照实现的。
1.3 事务
事务保证一组原子性的操作，要么全部成功，要么全部失败。一旦失败，回滚之前的所有操作。MySql采用自动提交，如果不是显式的开启一个事务，则每个查询都作为一个事务。
隔离级别控制了一个事务中的修改，哪些在事务内和事务间是可见的。四种常见的隔离级别：
- 未提交读（Read UnCommitted），事务中的修改，即使没提交对其他事务也是可见的。事务可能读取未提交的数据，造成脏读。
- 提交读（Read Committed），一个事务开始时，只能看见已提交的事务所做的修改。事务未提交之前，所做的修改对其他事务是不可见的。也叫不可重复读，同一个事务多次读取同样记录可能不同。
- 可重复读（RepeatTable Read），同一个事务中多次读取同样的记录结果时结果相同。
- 可串行化（Serializable），最高隔离级别，强制事务串行执行。
1.4 存储引擎
InnoDB引擎，最重要，使用最广泛的存储引擎。被用来设计处理大量短期事务，具有高性能和自动崩溃恢复的特性。
MyISAM引擎，不支持事务和行级锁，崩溃后无法安全恢复。
2 创建时优化
2.1 Schema和数据类型优化
整数
TinyInt,SmallInt,MediumInt,Int,BigInt 使用的存储8,16,24,32,64位存储空间。使用Unsigned表示不允许负数，可以使正数的上线提高一倍。
实数
- Float,Double , 支持近似的浮点运算。
- Decimal，用于存储精确的小数。
字符串
- VarChar，存储变长的字符串。需要1或2个额外的字节记录字符串的长度。
- Char，定长，适合存储固定长度的字符串，如MD5值。
- Blob，Text 为了存储很大的数据而设计的。分别采用二进制和字符的方式。
时间类型
- DateTime，保存大范围的值，占8个字节。
- TimeStamp，推荐，与UNIX时间戳相同，占4个字节。
优化建议点
- 尽量使用对应的数据类型。比如，不要用字符串类型保存时间，用整型保存IP。
- 选择更小的数据类型。能用TinyInt不用Int。
- 标识列（identifier column），建议使用整型，不推荐字符串类型，占用更多空间，而且计算速度比整型慢。
- 不推荐ORM系统自动生成的Schema，通常具有不注重数据类型，使用很大的VarChar类型，索引利用不合理等问题。
- 真实场景混用范式和反范式。冗余高查询效率高，插入更新效率低；冗余低插入更新效率高，查询效率低。
- 创建完全的独立的汇总表\缓存表，定时生成数据，用于用户耗时时间长的操作。对于精确度要求高的汇总操作，可以采用 历史结果+最新记录的结果 来达到快速查询的目的。
- 数据迁移，表升级的过程中可以使用影子表的方式，通过修改原表的表名，达到保存历史数据，同时不影响新表使用的目的。
