性能优化相关问题整理

面试系列

MySQL数据库(5.6)优化

原则：减少系统瓶颈，减少资源占用，增加系统的反应速度。
参考：
HikariCP连接池监控指标实战
MySQL 的索引是什么？怎么优化？

查询优化

使用EXPLAIN查看SQL执行计划，重要关注点包括：type(连接类型)、possible_keys(建议使用的索引)、key(使用的索引)。
连接类型的理想状态包括：system、const、eq_ref、ref、ref_or_null。

使用索引查询注意事项

索引可以提供查询的速度，但并不是使用了带有索引的字段查询都会生效，有些情况下是不生效的，需要注意！
mysql索引总结----mysql 索引类型以及创建
MySQL的btree索引和hash索引的区别

• 使用LIKE关键字的查询
  

  在使用LIKE关键字进行查询的查询语句中，如果匹配字符串的第一个字符为“%”，索引不起作用。只有“%”不在第一个位置，索引才会生效。

• 使用联合索引的查询
  对于联合索引，只有查询条件中使用了这些字段中第一个字段时，索引才会生效。
• 使用OR关键字的查询
  查询语句的查询条件中只有OR关键字，且OR前后的两个条件中的列都是索引时，索引才会生效，否则，索引不生效。

子查询优化

MySQL从4.1版本开始支持子查询，使用子查询进行SELECT语句嵌套查询，可以一次完成很多逻辑上需要多个步骤才能完成的SQL操作。子查询虽然很灵活，但是执行效率并不高。因为执行子查询时，MYSQL需要创建临时表，查询完毕后再删除这些临时表，所以，子查询的速度会受到一定的影响。
优化：
可以使用连接查询（JOIN）代替子查询，连接查询时不需要建立临时表，其速度比子查询快。

扩展-连接查询：
1. 内连接（inner join 或 join），它是等值连接，它使用“=、>、<、<>”等运算符根据每个表共有的列的值匹配两个表中的行。

2. 左连接（left join 或 left outer join）， 左连接又称左向外连接，查询的结果集包括SQL语句中左表的所有行，右表中匹配的行。如果左表的某行在右表中没有匹配行，则用空值表示。

3. 右连接（right join 或 right outer join），右连接也成右向外连接，查询的结果集包括SQL语句中右表的所有行，左表中匹配的行。如果右表的某行在左表中没有匹配的行，则用空值表示。

4. 完全外连接（full join 或 full outer join），完全外连接，查询的结果集包括SQL语句中左表和右表的所有行。如果某行在另一个表中没有匹配行时，则用空值表示。

总结：SQL中连接查询分内、外连接，外连接分左连接、右连接和完全外连接，它们的功能与视图差不多。其中左右连接查询是相对应的，即把连接类型和左表、右表互换位置就可得到相同的结果集。

数据库结构优化

将字段很多的表分解成多张表

添加中间表

添加冗余字段

插入数据的优化

数据库引擎

• MyISAM：非事物安全型；表级锁；支持全文索引等。

  应用场景：管理非事物表，它提供高速存储和检索，以及全文搜索能力。如果应用中需要大量的SELECT查询，适合使用该引擎。

• InnoDB：事物安全型；行级索；不支持全文索引等。

  应用场景：用于事物处理应用程序，如果应用中需要执行大量的INSERT或UPDATE操作，适合使用该引擎。

  • 禁用唯一性检查
    

    唯一性校验会降低插入记录的速度，可以在插入记录之前禁用唯一性检查，插入数据完成后再开启。
    禁用：SET UNIQUE_CHECKS = 0;
    开启：SET UNIQUE_CHECKS = 1;

  • 禁用外键检查
    插入数据之前执行禁止对外键的检查，数据插入完成后再恢复，可以提供插入速度。
    禁用：SET foreign_key_checks = 0;
    开启：SET foreign_key_checks = 1;
  • 禁用自动提交
    插入数据之前执行禁止事务的自动提交，数据插入完成后再恢复，可以提供插入速度。
    禁用：SET autocommit = 0;
    开启：SET autocommit = 1;

服务器优化

硬件优化

优化MySql的参数

• key_buffer_size：表示索引缓冲区的大小
• query_cache_size：表示查询缓冲区的大小
• sort_buffer_size：表示排序缓冲区的大小

Tomcat7优化

通过优化Tomcat提高网站的并发能力

• 配置Tomcat管理员账户
  在conf/tomcat-users.xml下添加如下信息：

  <role rolename="manager"/>
  <role rolename="manager-gui"/>
  <role rolename="admin"/>
  <role rolename="admin-gui"/>
  <user username="tomcat" password="tomcat" roles="admin-gui,admin,manager-gui,manager"/>

  添加用户后可以通过页面查看Tomcat配置优化信息。

• Tomcat的3种运行模式
  
  • bio：默认的模式,性能非常低下,没有经过任何优化处理和支持。
  • nio：利用java的异步io技术。
  • apr：安装困难,但它是从操作系统级别来解决异步的IO问题,将大幅提高性能。

• 优化设置

  • 启动NIO模式
    修改conf/server.xml中的Connector节点,将protocol属性修改为org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol
    修改后，通过管理员界面可看到如下内容：
    
  • 开启线程池
    在Tomcat中每一个用户请求都是一个线程，所以可以使用线程池来减少资源消耗，提高系统性能。
    
    • 开启并使用
      
      1. 在conf/server.xml中打开Executor节点的注释。
      2. 修改conf/server.xml中的Connector节点,通过executor属性指向Executor节点
         
    • 参数说明
      
      1. maxThreads（最大线程数）建议：500-800
      2. minSpareThreads（最小活跃线程数）建议：100
      3. maxQueueSize（最大的等待队里数，超过则请求拒绝）
      4. prestartminSpareThreads（是否在启动时就生成minSpareThreads个线程）
      5. threadPriority （优先级）
      6. daemon（守护进程）
      7. namePrefix（名称前缀）
      8. maxIdleTime（空闲线程等待时间）
      9. threadRenewalDelay（重建线程的时间间隔）
    • 最佳实践
      

  • 优化HTTP连接器

    连接器(Connector)是Tomcat接收请求的入口，每个连接器都有自己专属的监听端口。连接器存在两种类型：HTTP Connector和AJP Connector

    • HTTP连接器常用参数说明
      
      1. enableLookups
      2. maxPostSize
      3. port：端口
      4. protocol：运行模式,
      5. URIEncoding：编码
      6. acceptCount
      7. acceptorThreadCount
      8. compression
      9. connectionUploadTimeout
      10. disableUploadTimeout
      11. executor
      12. maxConnections
      13. maxThreads
      14. minSpareThreads
      15. SSLEnabled
    • 最佳实践
      

  • 禁用AJP连接器

    AJP是Apache + Tomcat架构中用到的一种通信方式，而我们一般使用Nginx + Tomcat架构，所以不需要AJP协议。
    

    • 禁用AJP的方法
      

      # 在conf/server.xml配置文件中将AJP连接器注释掉
      <!-- 禁用AJP连接器
      <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443"/>
      -->

JVM优化

适当调整Tomcat运行的JVM参数可以提升整体性能

Java内存模型分为年轻代（Young）、终生代（Tenured）、永久带（Perm）。其中