PHPでデータベースを最適化する方法

データベースを最適化するための

php メソッド: 1. 最も適切なフィールド属性を選択します; 2. JOIN を使用してサブクエリ "Sub-Queries" を置き換えます; 3. ユニオン "UNION" を使用して手動で置き換えます作成された一時テーブル ; 4. 外部キーを使用する; 5. インデックスを使用する; 6. 最適化されたクエリ ステートメントを使用する。

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この記事では、MySQL データベースのパフォーマンスを向上させるためのアイデアについて説明します。具体的な解決策を8つの側面からご紹介します。

1. 最も適切なフィールド属性を選択します

MySQL は大量のデータへのアクセスを十分にサポートしますが、一般的に言えば、データベース内のテーブルが小さいほど、実行は困難になります。クエリが高速になります。したがって、テーブルを作成するときに、パフォーマンスを向上させるために、テーブル内のフィールドの幅をできるだけ小さく設定できます。たとえば、郵便番号フィールドを定義する場合、CHAR(255) に設定すると、明らかにデータベースに不要な領域が追加されます。CHAR(6) で問題ないため、VARCHAR 型を使用する場合でも冗長です。ミッションは完了しました。同様に、可能であれば、整数フィールドを定義するには BIGIN の代わりに MEDIUMINT を使用する必要があります。

効率を向上させるもう 1 つの方法は、可能であればフィールドを NOT NULL に設定して、今後クエリを実行するときにデータベースが NULL 値を比較する必要がないようにすることです。

「都道府県」や「性別」などの一部のテキストフィールドについては、ENUM タイプとして定義できます。 MySQL では ENUM 型は数値データとして扱われ、数値データはテキスト型よりもはるかに高速に処理されるためです。このようにして、データベースのパフォーマンスを向上させることができます。

2. サブクエリ (サブクエリ) の代わりに接続 (JOIN) を使用する

MySQL は 4.1 以降、SQL サブクエリをサポートします。この手法では、SELECT ステートメントを使用してクエリ結果の単一列を作成し、この結果を別のクエリのフィルター条件として使用できます。例えば、基本顧客情報テーブルにある注文のない顧客を削除したい場合、サブクエリを使用して、まず売上情報テーブルから注文を行ったすべての顧客のIDを取得し、その結果を次のテーブルに渡すことができます。以下に示すメイン クエリ:

DELETE FROM customerinfo
WHERE CustomerID NOT in (SELECT CustomerID FROM salesinfo )

サブクエリを使用すると、論理的に複数のステップを一度に完了する必要がある多くの SQL 操作を完了できます。また、トランザクションやテーブルのロックも回避でき、記述も簡単です。ただし、場合によっては、サブクエリをより効率的な結合 (JOIN) に置き換えることができます。たとえば、注文レコードを持たないすべてのユーザーを取得したい場合は、次のクエリを使用してそれを完了できます:

SELECT * FROM customerinfo
WHERE CustomerID NOT in (SELECT CustomerID FROM salesinfo )

このクエリを完了するために接続 (JOIN) を使用する場合、速度ははるかに速くなります。特に salesinfo テーブルに CustomerID のインデックスがある場合、パフォーマンスが向上します。クエリは次のとおりです:

SELECT * FROM customerinfo
LEFT JOIN salesinfo ON customerinfo.CustomerID=salesinfo.CustomerID
WHERE salesinfo.CustomerID IS NULL

Connection (JOIN).. より効率的である理由は、MySQL がこの論理クエリを完了するための一時テーブルを作成するには、2 つの手順が必要です。

3. ユニオン (UNION) を使用して手動で作成した一時テーブルを置き換える

MySQL では、バージョン 4.0 以降、一時テーブルを使用する必要がある 2 つ以上のデータを結合できる UNION クエリをサポートしています。 1 つのクエリにマージされます。クライアントのクエリ セッションが終了すると、データベースが整然と効率的に保たれるように、一時テーブルは自動的に削除されます。 UNION を使用してクエリを作成する場合、キーワードとして UNION を使用して複数の SELECT ステートメントを接続するだけで済みますが、すべての SELECT ステートメントのフィールドの数が同じである必要があることに注意してください。次の例は、UNION を使用したクエリを示しています。

SELECT Name, Phone FROM client
UNION
SELECT Name, BirthDate FROM author
UNION
SELECT Name, Supplier FROM product

4. トランザクション

サブクエリ (Sub-Queries)、接続 (JOIN)、ユニオン (UNION) を使用してさまざまなクエリを作成できますが、すべてのデータベース操作ができるわけではありません。 1 つまたはいくつかの SQL ステートメントだけで完了します。特定の種類の作業を完了するには、一連のステートメントが必要になることがよくあります。ただし、この場合、このステートメント ブロック内の特定のステートメントが誤って実行されると、ステートメント ブロック全体の動作が不確実になります。特定のデータを 2 つの関連テーブルに同時に挿入したいとします。最初のテーブルが正常に更新された後、データベースで予期しない状況が発生し、2 番目のテーブルの操作が完了しないことが起こります。このようにして、データは不完全になり、データベース内のデータさえも破壊されます。この状況を回避するには、トランザクションを使用する必要があります。その機能は、ステートメント ブロック内のすべてのステートメントが成功するか失敗するかのいずれかです。つまり、データベース内のデータの一貫性と完全性を維持できます。物事は BEGIN キーワードで始まり COMMIT キーワードで終わります。この期間中に SQL 操作が失敗した場合、ROLLBACK コマンドによってデータベースを BEGIN が開始される前の状態に復元できます。

BEGIN;
INSERT INTO salesinfo SET CustomerID=14;
UPDATE inventory SET Quantity=11 WHERE item='book';
COMMIT;

トランザクションのもう 1 つの重要な役割は、複数のユーザーが同じデータ ソースを同時に使用するときに、データベースをロックする方法を使用して、ユーザーに安全なアクセス方法を提供し、ユーザーの安全性を確保できることです。他のユーザーの邪魔にならないようにしてください。

5. ロックテーブル

尽管事务是维护数据库完整性的一个非常好的方法，但却因为它的独占性，有时会影响数据库的性能，尤其是在很大的应用系统中。由于在事务执行的过程中，数据库将会被锁定，因此其它的用户请求只能暂时等待直到该事务结束。如果一个数据库系统只有少数几个用户来使用，事务造成的影响不会成为一个太大的问题；但假设有成千上万的用户同时访问一个数据库系统，例如访问一个电子商务网站，就会产生比较严重的响应延迟。

其实，有些情况下我们可以通过锁定表的方法来获得更好的性能。下面的例子就用锁定表的方法来完成前面一个例子中事务的功能。

LOCK TABLE inventory WRITE
SELECT Quantity FROM inventory WHEREItem='book';
...
UPDATE inventory SET Quantity=11 WHEREItem='book';
UNLOCK TABLES

这里，我们用一个 SELECT 语句取出初始数据，通过一些计算，用 UPDATE 语句将新值更新到表中。包含有 WRITE 关键字的 LOCK TABLE 语句可以保证在 UNLOCK TABLES 命令被执行之前，不会有其它的访问来对 inventory 进行插入、更新或者删除的操作。

6、使用外键

锁定表的方法可以维护数据的完整性，但是它却不能保证数据的关联性。这个时候我们就可以使用外键。例如，外键可以保证每一条销售记录都指向某一个存在的客户。在这里，外键可以把customerinfo 表中的CustomerID映射到salesinfo表中CustomerID，任何一条没有合法CustomerID的记录都不会被更新或插入到 salesinfo中。

CREATE TABLE customerinfo
(
    CustomerID INT NOT NULL ,
    PRIMARY KEY ( CustomerID )
) TYPE = INNODB;
CREATE TABLE salesinfo
(
    SalesID INT NOT NULL,
    CustomerID INT NOT NULL,
    PRIMARY KEY(CustomerID, SalesID),
    FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES customerinfo
    (CustomerID) ON DELETECASCADE
) TYPE = INNODB;

注意例子中的参数“ON DELETE CASCADE”。该参数保证当 customerinfo 表中的一条客户记录被删除的时候，salesinfo 表中所有与该客户相关的记录也会被自动删除。如果要在 MySQL 中使用外键，一定要记住在创建表的时候将表的类型定义为事务安全表 InnoDB类型。该类型不是 MySQL 表的默认类型。定义的方法是在 CREATE TABLE 语句中加上 TYPE=INNODB。如例中所示。

7、使用索引

索引 是提高数据库性能的常用方法，它可以令数据库服务器以比没有索引快得多的速度检索特定的行，尤其是在查询语句当中包含有MAX(), MIN()和ORDERBY这些命令的时候，性能提高更为明显。那该对哪些字段建立索引呢？一般说来，索引应建立在那些将用于JOIN, WHERE判断和ORDER BY排序的字段上。尽量不要对数据库中某个含有大量重复的值的字段建立索引。对于一个ENUM类型的字段来说，出现大量重复值是很有可能的情况，例如 customerinfo中的“province”.. 字段，在这样的字段上建立索引将不会有什么帮助；相反，还有可能降低数据库的性能。我们在创建表的时候可以同时创建合适的索引，也可以使用ALTER TABLE或CREATE INDEX在以后创建索引。此外，MySQL从版本3.23.23开始支持全文索引和搜索。全文索引在MySQL 中是一个FULLTEXT类型索引，但仅能用于MyISAM 类型的表。对于一个大的数据库，将数据装载到一个没有FULLTEXT索引的表中，然后再使用ALTER TABLE或CREATE INDEX创建索引，将是非常快的。但如果将数据装载到一个已经有FULLTEXT索引的表中，执行过程将会非常慢。

8、优化的查询语句

绝大多数情况下，使用索引可以提高查询的速度，但如果SQL语句使用不恰当的话，索引将无法发挥它应有的作用。下面是应该注意的几个方面。首先，最好是 在相同类型的字段间进行比较的操作。在MySQL 3.23版之前，这甚至是一个必须的条件。例如不能将一个建有索引的INT字段和BIGINT字段进行比较；但是作为特殊的情况，在CHAR类型的字段和 VARCHAR类型字段的字段大小相同的时候，可以将它们进行比较。其次，在建有索引的字段上尽量不要使用函数进行操作。

例如，在一个DATE类型的字段上使用YEAE()函数时，将会使索引不能发挥应有的作用。所以，下面的两个查询虽然返回的结果一样，但后者要比前者快得多。

SELECT * FROM order WHERE YEAR(OrderDate)<2001;
SELECT * FROM order WHERE OrderDate<"2001-01-01";

同样的情形也会发生在对数值型字段进行计算的时候：

SELECT * FROM inventory WHERE Amount/7<24;
SELECT * FROM inventory WHERE Amount<24*7;

上面的两个查询也是返回相同的结果，但后面的查询将比前面的一个快很多。第三，在搜索字符型字段时，我们有时会使用 LIKE 关键字和通配符，这种做法虽然简单，但却也是以牺牲系统性能为代价的。例如下面的查询将会比较表中的每一条记录。

SELECT * FROM books
WHERE name like "MySQL%"

但是如果换用下面的查询，返回的结果一样，但速度就要快上很多：

SELECT * FROM books
WHERE name>="MySQL"and name<"MySQL"

最后，应该注意避免在查询中让MySQL进行自动类型转换，因为转换过程也会使索引变得不起作用。

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