Топ 10 най-добри практики за оптимизиране на бази данни за уеб разработчици

Въведение

Подобряването на производителността на базите данни се превърна в критична задача за уеб разработчиците, тъй като тя пряко влияе върху качеството на взаимодействието на потребителите с уеб приложенията, особено в контекста на разработването на уеб приложения в Сидни. Въпреки че може да не звучи особено вълнуващо, предимствата на тази дейност надвишават положените усилия. Правилното оптимизиране на вашата база данни може да доведе до подобряване на производителността, по-малко тесни места в работата и спестяване на ресурси.

Добрата новина е, че съществуват техники за оптимизация, които не изискват ниво на експертни познания, обикновено свързани с познанията на администратора на бази данни за SQL заявките.

За да ви помогнем да започнете това пътуване, ще разгледаме десет ценни практики, които уеб разработчиците могат да следват, за да оптимизират своите бази данни. След като приложите тези практики, винаги можете да навлезете по-дълбоко в света на оптимизацията на бази данни.

1. Използвайте EXPLAIN в SELECT заявките си

Използването на ключовата дума EXPLAIN е ефективен метод за бързо справяне с бавните заявки. Тя ви предоставя ценна информация за това как ще бъде изпълнена заявката ви, като спомага за откриването на области, в които е възможно оптимизиране на заявката.

За да използвате функцията EXPLAIN, просто добавете ключовата дума EXPLAIN към заявката SELECT. Това действие не задейства действителната заявка, а вместо това ви представя плана за изпълнение.

При по-внимателно разглеждане на резултатите ще можете да определите потенциални тесни места или други проблеми, като например липсващи индекси, и впоследствие да намалите броя на сканираните редове.

Благодарение на инструмента EXPLAIN можете да оптимизирате заявката си или, ако е необходимо, да подобрите структурите на таблиците си.

2. Включване на индекси върху търсените колони

Когато често търсите в определена колона в таблицата, можете значително да подобрите производителността на заявката, като добавите индекс към тази колона.

Въвеждането на индекс към търсената колона може да намали времето за отговор и да оптимизира използването на ресурсите. Въпреки че не всички заявки се възползват от индексирането, то се оказва ценно в повечето случаи.

Важно е обаче да се отбележи, че поддържането на индексирана таблица отнема повече време, отколкото на неиндексирана. Това е така, защото индексите също изискват актуализации. Затова е препоръчително да се създават индекси само за колони, които често се търсят, а не за таблици, които се подлагат на по-чести актуализации, отколкото на четене.

Свързан блог: 10 начина за по-бързо индексиране на вашия уебсайт в Google

3. Използване на полета за идентичност, когато е възможно

Включването на поле за идентичност като PRIMARY KEY в таблиците ви предлага няколко предимства.

На първо място, тя е по-бърза. Можете просто да използвате цяло число в заявките си вместо по-дълго поле с низ. Това не само ускорява заявките ви, но и пести памет, тъй като целите числа обикновено са по-кратки.

Второ, това е по-безопасна практика. Разчитането на полетата с данни на приложението като ГЛАВНИ КЛЮЧОВЕ може да доведе до множество усложнения. Например, ако използвате името или адреса на дадено лице като PRIMARY KEY, може да се сблъскате с проблеми, когато клиент или потребител смени името си, премести се или дори направи незначителна печатна грешка.

За да увеличите скоростта на заявките и оперативната ефективност, помислете за добавяне на колона "Идентичност" към всяка таблица. Тя може да служи като PRIMARY KEY с AUTO_INCREMENT и подходящ тип променлива INT.

4. Минимизиране на NULL стойностите по подразбиране

Винаги, когато е възможно, предпочитайте да използвате NOT NULL вместо NULL.

Като цяло изборът NOT NULL води до по-бързи заявки поради по-ефективното използване на индексите и премахва необходимостта от изрична проверка дали всяка стойност е NULL. Освен това ще спестите място за съхранение, както е документирано от MySQL, тъй като NULL колоните изискват допълнително място за съхранение.

Това пестене на пространство е особено важно, ако използвате уеб хостинг за своята база данни, тъй като дори някои от най-добрите услуги за уеб хостинг може да не предлагат неограничено пространство за съхранение. Въпреки че спестяването на един бит на колона може да не изглежда съществено, то може да доведе до значително спестяване на ресурси, особено ако управлявате магазин за електронна търговия със стотици хиляди продукти.

Чрез използването на NOT NULL можете да работите с полетата си като с обикновени променливи, като избягвате потенциалните усложнения, които могат да възникнат при използването на NULL.

Разбира се, все още има сценарии, при които използването на NULL е по-изгодно, но в повечето случаи можете да постигнете същия резултат с NOT NULL.

5. Използване на небуфериран режим за заявки

За да оптимизирате времето и използването на паметта, помислете за използване на заявки без буфериране.

По подразбиране SQL заявките работят в буфериран режим, което може да доведе до увеличаване на времето за изчакване и потреблението на ресурси. В този режим резултатите не се връщат, докато не завърши цялата заявка, и се съхраняват временно в паметта. Това може да бъде особено проблематично за по-големи заявки и обширни бази данни, тъй като изисква значително количество памет.

От друга страна, заявките без буфер работят по различен начин. Те не съхраняват автоматично резултатите в паметта, докато заявката не бъде напълно изпълнена. Вместо това можете да започнете да работите с резултатите веднага след извличането на първия ред.

Важно е обаче да се отбележи, че когато използвате заявки без буфериране, не можете да задавате допълнителни заявки на същата връзка, докато активно работите с набора от резултати.

6. Оптимизиране на размера на колоната за постигане на ефективност

Ефективното управление на дисковото пространство е от решаващо значение за поддържането на добре работещ механизъм за бази данни. Един лесен метод за гарантиране на това, че няма да намалите производителността, е използването на компактни и спестяващи място типове колони.

Затова е препоръчително да изберете типа цяло число, който най-добре отговаря на нуждите на вашето приложение. Например, ако предвиждате, че таблицата ви няма да има изключително голям брой редове, не използвайте по подразбиране INT като първичен ключ; може да се окаже, че SMALLINT или дори TINYINT са по-подходящи.

По подобен начин, когато се занимавате с дати, преценете дали наистина се нуждаете от времевия компонент. Ако не, изборът на DATE вместо DATETIME може да бъде от полза, тъй като DATETIME заема 8 байта памет, докато DATE изисква само 3 байта, което води до спестяване на 5 байта.

7. Изберете статични таблици, за да повишите производителността на базата данни

Друг ефективен метод за подобряване на производителността на базата данни е използването на статични таблици.

Това означава да проектирате таблиците си без колони с променлива дължина, като например TEXT или BLOB. Вместо това помислете за използване на колони CHAR, VARCHAR, BINARY и VARBINARY, но се уверете, че те са попълнени така, че да съответстват на определената ширина на колоната.

Статичните маси имат няколко предимства. Те са по-бързи за обработка и по-ефективни за кеширане. Освен това те повишават сигурността на данните, тъй като са по-лесни за възстановяване в случай на срив на системата.

Струва си да се отбележи, че в някои случаи статичните таблици могат да изискват повече дисково пространство от своите аналози с динамичен формат, особено когато се използват колони CHAR и VARCHAR. Въпреки това повишаването на производителността, постигнато чрез статичните таблици, вероятно ще надделее над всички опасения, свързани с дисковото пространство.

8. Реализиране на обектно-релационен картограф (ORM)

Използването на Object-Relational Mapper (ORM) е друга отлична стратегия за оптимизиране на работния процес с бази данни.

Като начало, ORM значително намалява риска от човешка грешка чрез автоматизиране на различни задачи. Това означава, че ще пишете по-малко код ръчно, което намалява общото ви работно натоварване, тъй като ORM се грижи за повтарящи се задачи.

Освен това ORM повишава сигурността на системата, като прави SQL инжектирането по-трудно. Това се постига чрез подготвяне и редактиране на заявките, което намалява вероятността за злонамерено въвеждане.

Освен това ORM кешира същности в паметта, като облекчава натоварването на базата данни и процесора, което може да доведе до подобряване на производителността.

Разбира се, важно е да се признае, че ORM има своите предимства и недостатъци и може да не е идеален за всеки случай на употреба. Въпреки това има начини за ефективно използване на обектно-релационното съпоставяне и са налични алтернативни приставки за настройка на производителността и оптимизация, които могат да отговарят по-добре на вашите специфични нужди.

9. Изпълнение на заявки DELETE и UPDATE в сегменти

Обработката на изтриването и актуализирането на данни, особено в обширни таблици, може да бъде сложна задача. Тя може да отнеме значително време, тъй като и двете операции се извършват в рамките на една транзакция. Следователно всяко прекъсване по време на този процес налага връщане на цялата транзакция, което може да отнеме още повече време.

Въпреки това спазването на най-добрата практика за изпълнение на заявките DELETE и UPDATE на партиди може да доведе до икономия на време чрез увеличаване на едновременността и намаляване на тесните места.

Когато изтривате или актуализирате по-малък брой редове наведнъж, други заявки могат да продължат да се изпълняват, докато партидите се предават на диска. Освен това евентуалните връщания назад, които може да се наложат, ще отнемат по-малко време.

10. Използване на ПРОЦЕДУРАТА ANALYZE() за допълнителна информация

Ценна практика за оптимизиране на бази данни е използването на вградената функция, известна като PROCEDURE ANALYZE(). Когато е включена в някоя от SQL операциите, тази команда изследва колоните ви и предлага препоръки за оптимални типове данни и дължини.

Тази функция може да се окаже особено полезна след импортиране на нови данни в таблицата или при проверка на съществуващите таблици за нередности.

Чрез изпълнението на тези препоръки можете да спестите място за съхранение. Важно е обаче да се отбележи, че тези предложения са само препоръки. Трябва внимателно да обмислите дали те съответстват на вашите специфични изисквания и случаи на използване.

Заключение

Оптимизирането на базата данни може да бъде предизвикателство, но пренебрегването му може да се отрази значително на уеб приложението ви, което да доведе до проблеми с производителността.

Като се придържат към тези 10 най-добри практики за оптимизиране на бази данни, уеб разработчиците могат да проправят пътя към по-добро потребителско изживяване и по-ефективно управление на ресурсите.

След като приложите тези методи, разгледайте допълнителни съвети за допълнително подобряване на работата на вашата база данни.

Често задавани въпроси (ЧЗВ)

1. Какво представлява оптимизацията на базата данни и защо е важна за уеб разработчиците?

Оптимизацията на бази данни е процесът на подобряване на производителността, ефективността и надеждността на дадена система от бази данни. Тя е от решаващо значение за уеб разработчиците, тъй като оказва пряко влияние върху скоростта и отзивчивостта на уеб приложенията, което води до по-добро потребителско изживяване.

2. Кои са най-често срещаните проблеми с производителността, с които се сблъскват уеб разработчиците при работа с бази данни?

Често срещаните проблеми с производителността включват бавно изпълнение на заявките, висока степен на използване на ресурсите, тесни места в базата данни и проблеми с мащабируемостта, които могат да повлияят на цялостната производителност на уеб приложението.

3. Какви са основните предимства на оптимизирането на базата данни за уеб приложения?

Оптимизирането на базата данни може да доведе до по-бързо време за отговор на заявките, подобрена мащабируемост, намалени оперативни разходи, повишена сигурност и по-голяма удовлетвореност на потребителите.