系统架构设计师—案例分析—数据库篇—数据库性能优化

集中式数据库

反规范化设计

优点：

• 避免进行表之间的连接操作，可以提高数据操作的性能。

缺点：

• 数据的重复存储，浪费磁盘空间。
• 会产生数据不一致性问题。

分类

类型	说明	作用
增加冗余列	指在多个表中具有相同的列。	在查询时避免连接操作。
增加派生列	增加的列可用通过表中其他数据计算生成。	在查询时减少计算量，从而加快查询速度。
重新组表	如果许多用户需要查看两个表连接出来的结果数据，则把这两个表重新组成一个表来减少连接而提高性能。	在查询时减少连接，从而加快查询速度。
水平分割表	按记录进行分割，把数据放到多个独立的表中。	主要用于表数据规模很大、表中数据相对独立或数据需要存放到多个介质上使用的场景。
垂直分割表	对表进行分割，将主键与部分列放到一个表中，主键与其他列放到另一个表中。	在查询时减少I/O次数，以提高查询效率。

保证数据的一致性方法

1. 触发器
2. 事务机制保证
3. 应用保证
4. 批处理脚本

分布式数据库

主从复制

主从复制，建立一个和主数据库完全一样的数据库环境，称为从数据库。

• 做数据的热备：作为后备数据库，主数据库服务器故障后，可切换到从数据库继续工作，避免数据丢失。
• 架构的扩展：业务量越来越大，I/O访问频率过高，单机无法满足，此时做多库的存储，降低磁盘I/O访问的频率，提高单个及其的I/O性能。
• 读写分离：使数据库能支持更大的并发。

读写分离

读写分离，设置不同的主/从数据库分别负责不同的操作。

• 主数据库负责数据的写操作。
• 从数据库负责数据的读操作。

通过角色分担的策略，分别提升读写性能，有效减少数据并发操作的延迟。

分表

分表，也叫分片，解决并发能力、I/O性能提升。
将一张大表分成若干小表，业务同时访问多个表。
分表是重在单个实例内部，一张表拆分称多个表。

• 垂直切分
• 水平切分

分库

分库，将原本存放在一个实例上众多分类的数据(表)，分开存放到不同的实例上。有利于差异化管理。