10 najboljših praks za optimizacijo podatkovnih zbirk za spletne razvijalce

Uvod

Izboljšanje zmogljivosti podatkovnih zbirk je postalo ključna naloga spletnih razvijalcev, saj neposredno vpliva na kakovost interakcij uporabnikov s spletnimi aplikacijami, zlasti v okviru razvoja spletnih aplikacij v Sydneyju. Čeprav se to morda ne sliši posebej vznemirljivo, prednosti tega početja odtehtajo vložen trud. Ustrezna optimizacija podatkovne zbirke lahko privede do izboljšane zmogljivosti, manjših ozkih grl pri delovanju in prihranka virov.

Dobra novica je, da so na voljo tehnike optimizacije, ki ne zahtevajo strokovnega znanja, ki je običajno povezano s poznavanjem poizvedb SQL s strani skrbnika zbirke podatkov.

Da bi vam olajšali začetek te poti, bomo raziskali deset dragocenih praks, ki jih lahko spletni razvijalci upoštevajo pri optimizaciji svojih podatkovnih zbirk. Ko te prakse uvedete, se lahko vedno poglobite v svet optimizacije podatkovnih zbirk.

1. Uporabite EXPLAIN pri poizvedbah SELECT

Uporaba ključne besede EXPLAIN je učinkovita metoda za hitro reševanje počasnih poizvedb. Zagotavlja vam dragocen vpogled v to, kako se bo poizvedba izvedla, in pomaga pri odkrivanju področij, na katerih je možna optimizacija poizvedbe.

Če želite uporabiti funkcijo EXPLAIN, poizvedbi SELECT dodajte ključno besedo EXPLAIN. To dejanje ne sproži dejanske poizvedbe, temveč vam predstavi načrt izvajanja.

Po natančnejšem pregledu rezultatov boste lahko ugotovili morebitna ozka grla ali druge težave, kot so manjkajoči indeksi, in posledično zmanjšali število pregledanih vrstic.

Z orodjem EXPLAIN lahko optimizirate poizvedbo ali po potrebi izboljšate strukture tabel.

2. Vključitev indeksov za iskane stolpce

Če pogosto iščete določen stolpec v tabeli, lahko z dodajanjem indeksa temu stolpcu znatno izboljšate učinkovitost poizvedbe.

Z uvedbo indeksa v iskani stolpec lahko skrajšate odzivne čase in optimizirate uporabo virov. Čeprav indeksiranje ne koristi vsem poizvedbam, se v večini primerov izkaže za koristno.

Pomembno pa je opozoriti, da vzdrževanje indeksirane tabele zahteva več časa kot neindeksirana tabela. To je zato, ker je treba indekse tudi posodabljati. Zato je priporočljivo ustvariti indekse le za stolpce, ki se pogosto iščejo, in ne za tabele, ki se pogosteje posodabljajo kot berejo.

Sorodni blog: 10 načinov za hitrejše indeksiranje vaše spletne strani v Googlu

3. Uporabite polja identitete, kadar koli je to mogoče

Vključitev polja identitete kot PRIMARNEGA KLJUČA v tabele ima več prednosti.

Predvsem je hitrejši. V poizvedbah lahko preprosto uporabite celo število namesto daljšega polja z nizom. S tem ne pospešite le poizvedb, temveč tudi prihranite pomnilnik, saj so cela števila običajno krajša.

Drugič, gre za varnejšo prakso. Zanašanje na podatkovna polja aplikacije kot PRIMARNE KLJUČE lahko privede do številnih zapletov. Če na primer kot PRIMARNI KLJUČ uporabite ime ali naslov osebe, lahko naletite na težave, ko stranka ali uporabnik spremeni ime, se preseli ali celo naredi manjšo tiskarsko napako.

Če želite povečati hitrost poizvedb in učinkovitost delovanja, v vsako tabelo dodajte stolpec Identiteta. Ta lahko služi kot PRIMARNI KLJUČ z AUTO_INCREMENT in ustrezno spremenljivko tipa INT.

4. Privzeto zmanjšanje vrednosti NULL na minimum

Če je mogoče, namesto NULL uporabite NOT NULL.

Na splošno izbira možnosti NOT NULL omogoča hitrejše poizvedbe zaradi učinkovitejše uporabe indeksov in odpravlja potrebo po izrecnem preverjanju, ali je vsaka vrednost NULL. Poleg tega boste prihranili prostor za shranjevanje, kot navaja MySQL, saj stolpci NULL zahtevajo dodatno shranjevanje.

Varčevanje s prostorom je še posebej pomembno, če za svojo zbirko podatkov uporabljate spletno gostiteljstvo, saj tudi nekatere najboljše storitve spletnega gostovanja ne ponujajo neomejenega prostora za shranjevanje. Čeprav se prihranek enega bita na stolpec morda ne zdi pomemben, lahko pomeni velik prihranek virov, zlasti če upravljate spletno trgovino z več sto tisoč izdelki.

Z uporabo NOT NULL lahko s polji delate kot z običajnimi spremenljivkami in se izognete morebitnim zapletom, ki lahko nastanejo zaradi uporabe NULL.

Seveda še vedno obstajajo scenariji, v katerih je uporaba NULL bolj ugodna, vendar lahko v večini primerov enak rezultat dosežete z NOT NULL.

5. Uporaba nepufriranega načina za poizvedbe

Če želite optimizirati porabo časa in pomnilnika, razmislite o uporabi poizvedb brez bufferja.

Poizvedbe SQL privzeto delujejo v medpomnilniškem načinu, kar lahko povzroči daljše čakalne čase in porabo virov. V tem načinu se rezultati ne vrnejo, dokler se celotna poizvedba ne zaključi, in so začasno shranjeni v pomnilniku. To je lahko še posebej problematično pri večjih poizvedbah in obsežnih podatkovnih zbirkah, saj zahteva precejšnjo količino pomnilnika.

Po drugi strani pa poizvedbe brez predpomnilnika delujejo drugače. Rezultatov ne shranijo samodejno v pomnilnik, dokler poizvedba ni v celoti izvedena. Namesto tega lahko z rezultati začnete delati takoj, ko je pridobljena prva vrstica.

Pomembno pa je opozoriti, da pri uporabi poizvedb, ki niso v varovalni shrambi, v isti povezavi ne morete oddajati dodatnih poizvedb, medtem ko aktivno delate na naboru rezultatov.

6. Optimizacija velikosti kolone za učinkovitost

Učinkovito upravljanje prostora na disku je ključnega pomena za vzdrževanje dobro delujočega pogona zbirke podatkov. Ena od preprostih metod za zagotavljanje, da ne ovirate zmogljivosti, je uporaba kompaktnih in prostorsko varčnih vrst stolpcev.

Zato je priporočljivo izbrati vrsto celega števila, ki najbolj ustreza potrebam vaše aplikacije. Če na primer predvidevate, da vaša tabela ne bo imela izredno velikega števila vrstic, ne uporabljajte INT kot primarni ključ; morda boste ugotovili, da je primernejši tip SMALLINT ali celo TINYINT.

Podobno velja za datume, pri katerih je treba razmisliti, ali resnično potrebujete časovno komponento. Če ne, je lahko koristno, če namesto DATETIME izberete DATE, saj DATETIME zasede 8 bajtov prostora, medtem ko DATE potrebuje le 3 bajte, kar pomeni prihranek 5 bajtov.

7. Izberite statične tabele za povečanje zmogljivosti podatkovne zbirke

Druga učinkovita metoda za izboljšanje zmogljivosti zbirke podatkov je uporaba statičnih tabel.

To pomeni, da tabele oblikujete brez stolpcev s spremenljivo dolžino, kot sta TEXT ali BLOB. Namesto tega uporabite stolpce CHAR, VARCHAR, BINARY in VARBINARY, vendar poskrbite, da so ti stolpci polnjeni tako, da ustrezajo določeni širini stolpca.

Statične mize imajo več prednosti. Hitreje se obdelajo in učinkoviteje shranijo v predpomnilnik. Poleg tega povečujejo varnost podatkov, saj jih je v primeru sesutja sistema lažje rekonstruirati.

Opozoriti velja, da lahko statične tabele v nekaterih primerih zahtevajo več prostora na disku kot njihove primerljive tabele v dinamičnem formatu, zlasti če so uporabljeni stolpci CHAR in VARCHAR. Vendar bo povečanje zmogljivosti, doseženo s statičnimi tabelami, verjetno odtehtalo morebitne pomisleke glede prostora na disku.

8. Izvedba objektno-relacijskega preslikovalnika (ORM)

Še ena odlična strategija za optimizacijo delovnega procesa v zbirki podatkov je uporaba objektno-relacijskega preslikovalnika (ORM).

ORM z avtomatizacijo različnih opravil znatno zmanjša tveganje človeških napak. To pomeni, da boste ročno napisali manj kode, s čimer se bo zmanjšala vaša skupna delovna obremenitev, saj ORM poskrbi za ponavljajoča se opravila.

Poleg tega ORM povečuje varnost sistema, saj je vbrizgavanje SQL zahtevnejše. To doseže tako, da pripravi in uredi poizvedbe, zaradi česar je verjetnost zlonamernih vbrizgov manjša.

Poleg tega ORM predpomni entitete v pomnilniku, kar razbremeni podatkovno zbirko in procesor, kar lahko izboljša zmogljivost.

Seveda se je treba zavedati, da ima ORM svoje prednosti in slabosti ter da morda ni popolnoma primeren za vsak primer uporabe. Vendar obstajajo načini za učinkovito uporabo objektno-relacijskega preslikavanja, na voljo pa so tudi alternativni vtičniki za uravnavanje zmogljivosti in optimizacijo, ki bodo morda bolje ustrezali vašim posebnim potrebam.

9. Izvajanje poizvedb DELETE in UPDATE v segmentih

Ravnanje z brisanjem in posodabljanjem podatkov, zlasti v obsežnih tabelah, je lahko zapleteno opravilo. Za to se lahko porabi veliko časa, saj se obe operaciji izvajata v okviru ene transakcije. Zato je ob prekinitvi tega postopka treba celotno transakcijo vrniti nazaj, kar je lahko še bolj zamudno.

Vendar lahko z upoštevanjem najboljše prakse izvajanja poizvedb DELETE in UPDATE v serijah prihranite čas, saj povečate sočasnost in zmanjšate ozka grla.

Če izbrišete ali posodobite manjše število vrstic naenkrat, se lahko druge poizvedbe še naprej izvajajo, medtem ko se serije shranjujejo na disk. Poleg tega bodo morebitni povratki, ki bi bili potrebni, manj zamudni.

10. Uporabite POSTOPEK ANALIZA() za dodatna spoznanja

Dragocena praksa optimizacije podatkovne zbirke vključuje uporabo vgrajene funkcije, znane kot PROCEDURE ANALYZE(). Če je ta ukaz vključen v enega od vaših stavkov SQL, pregleda vaše stolpce in ponudi priporočila glede optimalnih podatkovnih vrst in dolžin.

Ta funkcija je lahko še posebej koristna po uvozu novih podatkov v tabelo ali pri preverjanju nepravilnosti v obstoječih tabelah.

Z izvajanjem teh priporočil lahko prihranite prostor za shranjevanje. Vendar je treba opozoriti, da so ti predlogi le priporočila. Skrbno morate razmisliti, ali ustrezajo vašim posebnim zahtevam in primerom uporabe.

Zaključek

Optimizacija podatkovne zbirke je lahko zahtevna, vendar lahko zanemarjanje te optimizacije bistveno vpliva na spletno aplikacijo in povzroči težave z zmogljivostjo.

Z upoštevanjem teh 10 najboljših praks za optimizacijo podatkovnih zbirk lahko spletni razvijalci pripravijo pot za boljše uporabniške izkušnje in učinkovitejše upravljanje virov.

Ko boste te metode uporabili, razmislite o dodatnih nasvetih za nadaljnje izboljšanje delovanja podatkovne zbirke.

Pogosto zastavljena vprašanja (FAQ)

1. Kaj je optimizacija podatkovnih zbirk in zakaj je pomembna za spletne razvijalce?

Optimizacija podatkovne zbirke je postopek izboljšanja zmogljivosti, učinkovitosti in zanesljivosti sistema podatkovne zbirke. Za spletne razvijalce je ključnega pomena, saj neposredno vpliva na hitrost in odzivnost spletnih aplikacij, kar vodi k boljši uporabniški izkušnji.

2. Katere so najpogostejše težave z zmogljivostjo, s katerimi se soočajo spletni razvijalci pri podatkovnih bazah?

Pogoste težave z zmogljivostjo vključujejo počasno izvajanje poizvedb, visoko izkoriščenost virov, ozka grla v zbirki podatkov in težave s skalabilnostjo, kar vse lahko vpliva na celotno zmogljivost spletne aplikacije.

3. Katere so ključne prednosti optimizacije podatkovne zbirke za spletne aplikacije?

Optimizacija podatkovne zbirke lahko omogoči hitrejši odzivni čas poizvedb, izboljšano razširljivost, nižje stroške delovanja, večjo varnost in večje zadovoljstvo uporabnikov.