Опубликован: 16.04.2007 | Доступ: свободный | Студентов: 4831 / 591 | Оценка: 4.18 / 4.08 | Длительность: 16:03:00
Лекция 10:

Оптимизация

< Лекция 9 || Лекция 10: 1234 || Лекция 11 >
Аннотация: В лекции объясняется, когда и как нужно оптимизировать базы данных. Кроме того, затрагиваются проблемы перекомпиляции ядра MySql.
Ключевые слова: оптимизация, базы данных, Web, mysql, производительность, формальная спецификация, время выполнения, оптимизация MSQL, очередь, стоимость, операционная система, BSD, Unix, Windows, программа, приложение, улучшение, эффективность алгоритма, запись, алгоритм, тестирование производительности, СУБД, множества, база данных, сценарий, команда, DBI, компьютер, мощность, сервер, result, AND, PER, operation, выходные данные, статистика, ПО, максимум, explain, инструкция, погрешность, Произведение, запрос, объединение, представление, дистрибутив, избыточность, нормализация, денормализация, параметр сеанса, кеш, буфер, таблица, размерность, myisam, опция, диск, analysability, диапазон, тип данных, ENUM, регулирование, спецификатор, модуль, JDBC, ODBC, Internet, администратор, кэш, операции, место, индекс, шаблон, метасимволы, список, поле, анализ, определение, файл, выражение, пространство, конфигурация, минимум, ОЗУ, innodb, переменная, процессор, исполняемый файл, компиляция MySql, информация, компилятор, опыт, путь, альтернативные

Оптимизация — это процесс тонкой настройки системы, направленный на повышение скорости ее работы или сокращение объема используемой памяти. В первой части лекции объясняется, когда и как нужно оптимизировать базы данных. Бинарные дистрибутивы, доступные на Web-узле MySQL, оптимизированы для общего применения. Чтобы адаптировать программу к каким-то специфическим требованиям, ее необходимо перекомпилировать. Об этом и пойдет речь в конце лекции.

Предварительные действия

Перед началом проектирования базы данных поставьте себе задачу добиться максимальной ясности спецификации, даже если на это уйдет больше времени. Помните о том, что услуги программистов стоят дорого, особенно если им приходится разбираться с малопонятным проектом. Простое решение обычно является наилучшим.

Перенося базу данных в производственную среду, позаботьтесь о том, чтобы производительность базы данных была адекватной. Если к проекту прилагается формальная спецификация требований, просмотрите, указываются ли в ней какие-либо ограничения производительности. Для приложений, работающих с базами данных, нередко задается максимальное время выполнения запросов. Продолжительность времени между вводом инструкции и получением результатов запроса зависит от многих факторов. Необходимо заранее учесть те факторы, которые впоследствии нельзя будет контролировать.

Если обнаруживается, что система требует оптимизации, в первую очередь подумайте об обновлении аппаратной части. Это может оказаться самым дешевым вариантом. В 1965 г. Гордон Мур (Gordon Moore) установил, что вычислительные мощности удваиваются каждые 18 месяцев. Данное правило называют законом Мура. Но, несмотря на столь стремительный рост производительности, удельная стоимость вычислительных средств неуклонно снижается. Например, центральные процессоры за полтора года удвоят тактовую частоту, хотя стоить будут так же, как и полтора года назад. Таким образом, обновление компьютера может обойтись дешевле, чем оптимизация проекта. Во вторую очередь стоит подумать об обновлении программного обеспечения. Основной программный компонент— это операционная система. Известно, что Linux и BSD UNIX позволяют повысить производительность старых компьютеров, превосходя в этом отношении коммерческие операционные системы, такие, как Windows, особенно если бессбойная работа сервера очень важна.

Обновляется и сама программа MySQL. Когда появится новая версия, ее производительность будет повышена в сравнении с текущей. Но и в текущую версию регулярно вносят мелкие исправления, так что желательно идти в ногу со временем. Основная причина оптимизации — желание сэкономить деньги (оставим в стороне личное удовлетворение и другие причины). Не забывайте об этом в своих попытках повысить производительность программы. Нет смысла затрачивать на оптимизацию больше денег, чем она способна принести. Стоит потрудиться над такой программой, с которой работает множество людей, особенно если это коммерческое приложение. Что касается программ с открытыми кодами, то важность оптимизации здесь трудно определить. Лично я рассматриваю работу над такими проектами как хобби.

Чтобы процесс оптимизации был максимально эффективным, сосредоточьте усилия на самой медленной части программы, улучшение которой обеспечит наибольшую отдачу. Обычно пытаются найти более быстрые альтернативы применяемым алгоритмам. В вычислительной технике относительная эффективность алгоритма записывается в нотации "большого О". Например, запись О(n) означает, что время выполнения алгоритма пропорционально числу обрабатываемых элементов п. Алгоритм типа О(n) является очень медленным. Проанализируйте используемые в программе алгоритмы и подумайте, что можно сделать для их улучшения.

Тесты производительности

Прежде чем приступать к оптимизации, нужно вооружиться средствами измерения производительности. Предусмотрительные разработчики MySQL написали группу Perl сценариев, предназначенных для тестирования производительности MySQL и других СУБД. Эти сценарии расположены в каталоге sql-bench исходного дистрибутива. В подкаталоге Results находятся результаты множества тестов существующих систем, которые можно сравнить с собственными оценками.

В сценариях используется демонстрационная база данных, в которой выполняется восемь различных тестов. Эта база данных называется test и инсталлируется вместе с MySQL. Сценарий run_all_tests запускает все тесты последовательно. При наличии опции -log результаты работы сценария будут сохранены в каталоге output для последующего просмотра. Ниже приведена команда, запускающая тесты из каталога sql-bench.

#./run-all-tests –user=leon –password=secret --leon

Для работы этого сценария необходимо наличие в системе интерпретатора Perl и модуля DBI. Для экспериментов я использую старый компьютер Pentium с частотой 100 МГц, работающий под управлением RedHat Linux. Несмотря на слабую вычислительную мощность, программа MySQL демонстрирует на нем вполне приемлемую производительность. Кроме того, ограниченные возможности системы позволяют быстро выявлять неэффективные программные решения. Результаты тестов, полученные на этом компьютере, показаны в листинге 10.1. Несложно убедиться, что моя система работает примерно в 10 раз медленнее, чем самая медленная из систем, результаты тестов которых имеются в каталоге Results. Если бы такую производительность продемонстрировал рабочий сервер, нужно было бы немедленно обновить его аппаратную часть.

The result logs which were found and the options: 1 mysql-linux 2.2.16_22_i586 MySQL 3.23.39

===============================================================
Operation                               |                1|
                                        |          mysql-l|
-----------------------------------------------------------
Results per test in seconds:            |                 |
-----------------------------------------------------------
ATIS                                    |           549.00|
Alter-table                             |          4836.00|
Big-tables                              |           270.00|
Connect                                 |           607.00|
Create                                  |          2027.00|
Insert                                  |        +88846.00|
Select                                  |        +18339.00|
wisconsin                               |           135.00|
-----------------------------------------------------------
Листинг 10.1.

The results per operation:

--------------------------------------------------------
alter table add (992)                 |         2670.00|
alter table drop (496)                |         2066.00|
connect (10000)                       |           95.00|
connect select 1 row (10000)          |          115.00|
connect select simple (10000)         |          106.00|
count (100)                           |          364.00|
count distinct (1000)                 |         +779.00|
count distinct 2 (1000)               |         +605.00|
count distinct big (120)              |         1185.00|
count distinct group (1000)           |         +726.00|
count distinct group on key (1000)    |         +716.00|
count distinct group on key parts (1) |         +708.00|
count distinct key prefix (1000)      |         +671.00|
count group on key parts (1000)       |          706.00|
count on key (50100)                  |        +7005.00|
create + drop (10000)                 |          109.00|
create MANY tables (10000)            |         1196.00|
create index (8)                      |           52.00|
create key drop (10000)               |          115.00|
create table (31)                     |            0.00|
delete all (12)                       |          219.00|
delete all many keys (1)              |         8960.00|
delete big (1)                        |            5.00|
delete big many keys (128)            |         8956.00|
delete key (10000)                    |          145.00|
drop index (8)                        |           47.00|
drop table (28)                       |            0.00|
drop table when MANY tables (10000)   |          105.00|
insert (350768)                       |         1044.00|
insert duplicate (100000)             |          211.00|
insert (100000)                       |        17849.00|
insert many fields (2000)             |           97.00|
insert select 1 key (1)               |          102.00|
insert select 2 keys (1)              |          125.00|
min max (60)                          |          301.00|
min max on key (85000)                |        +2627.00|
multiple value insert (100000)        |          102.00|
order by big (10)                     |          560.00|
order by big key (10)                 |          503.00|
order by big key2 (10)                |          479.00|
order by big key desc (10)            |          531.00|
order by big key diff (10)            |          586.00|
order by big key prefix (10)          |          487.00|
order by key2 diff (500)              |           57.00|
order by key prefix (500)             |           31.00|
outer join (10)                       |          989.00|
outer join found (10)                 |          918.00|
outer join not found (500)            |       +36000.00|
outer join on key (10)                |          810.00|
select 1 row (10000)                  |           17.00|
select 2 rows (10000)                 |           23.00|
select big (10080)                    |          700.00|
select column + column (10000)        |           24.00|
select diff key (500)                 |        +1470.00|
select distinct (800)                 |          145.00|
select group (2925)                   |         +896.00|
select group when MANY tables (10000) |          502.00|
select join (100)                     |           25.00|
select key (200000)                   |        +1123.00|
select key2 (200000)                  |        +1213.00|
select key2 return key (200000)       |        +1174.00|
select key2 return prim (200000)      |        +1197.00|
select key prefix (200000)            |        +1245.00|
select key prefix join (100)          |          197.00|
select key return key (200000)        |        +1106.00|
select key many fields (2000)         |          172.00|
select query cache (10000)            |         1075.00|
select query cache2 (10000)           |         1075.00|
select range (410)                    |        +1812.00|
select range key2 (25010)             |          185.00|
select range prefix (25010)           |          197.00|
select simple (10000)                 |           11.00|
select simple join (500)              |           20.00|
update big (10)                       |          440.00|
update of key (40000)                 |          627.00|
update of key big (501)               |          351.00|
update of primary key many keys(256)  |         3290.00|
update with key (300000)              |         1011.00|
update with key prefix (100000)       |          290.00|
wisc benchmark (114)                  |           44.00|
--------------------------------------------------------
TOTALS                                |      +124540.00|
--------------------------------------------------------
Листинг 10.2.
< Лекция 9 || Лекция 10: 1234 || Лекция 11 >
Дмитрий Черепенин
Дмитрий Черепенин

Какого года данный курс?

Геннадий Шестаков
Геннадий Шестаков
Беларусь, Орша
Наталья Алмаева
Наталья Алмаева
Россия