Οι 10 καλύτερες πρακτικές για τη βελτιστοποίηση βάσεων δεδομένων για προγραμματιστές ιστού

Εισαγωγή

Η βελτίωση των επιδόσεων των βάσεων δεδομένων έχει γίνει ένα κρίσιμο έργο για τους προγραμματιστές του διαδικτύου, καθώς επηρεάζει άμεσα την ποιότητα των αλληλεπιδράσεων των χρηστών με τις εφαρμογές του διαδικτύου, ιδίως στο πλαίσιο της ανάπτυξης εφαρμογών διαδικτύου Sydney. Παρόλο που μπορεί να μην ακούγεται ιδιαίτερα συναρπαστικό, τα πλεονεκτήματα που προκύπτουν από αυτό το εγχείρημα υπερτερούν της προσπάθειας που απαιτείται. Η σωστή βελτιστοποίηση της βάσης δεδομένων σας μπορεί να οδηγήσει σε βελτιωμένη απόδοση, λιγότερα σημεία συμφόρησης απόδοσης και εξοικονόμηση πόρων.

Τα καλά νέα είναι ότι υπάρχουν διαθέσιμες τεχνικές βελτιστοποίησης που δεν απαιτούν το επίπεδο εμπειρογνωμοσύνης που συνήθως συνδέεται με τη γνώση των ερωτημάτων SQL από έναν διαχειριστή βάσεων δεδομένων.

Για να σας βοηθήσουμε να ξεκινήσετε αυτό το ταξίδι, θα εξερευνήσουμε δέκα πολύτιμες πρακτικές που μπορούν να ακολουθήσουν οι προγραμματιστές ιστοσελίδων για να βελτιστοποιήσουν τις βάσεις δεδομένων τους. Μόλις εφαρμόσετε αυτές τις πρακτικές, μπορείτε πάντα να εμβαθύνετε στον κόσμο της βελτιστοποίησης βάσεων δεδομένων.

1. Χρησιμοποιήστε το EXPLAIN με τα ερωτήματά σας SELECT

Η χρήση της λέξης-κλειδί EXPLAIN είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για την ταχεία αντιμετώπιση υποτονικών ερωτημάτων. Σας παρέχει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο εκτέλεσης του ερωτήματός σας, βοηθώντας στην ανακάλυψη περιοχών όπου είναι δυνατή η βελτιστοποίηση του ερωτήματος.

Για να χρησιμοποιήσετε το EXPLAIN, απλά προσθέστε τη λέξη κλειδί EXPLAIN στο ερώτημα SELECT. Αυτή η ενέργεια δεν ενεργοποιεί το πραγματικό ερώτημα, αλλά αντίθετα σας παρουσιάζει το σχέδιο εκτέλεσης.

Μετά από προσεκτικότερη εξέταση των αποτελεσμάτων, θα είστε σε θέση να εντοπίσετε πιθανά σημεία συμφόρησης ή άλλα προβλήματα, όπως ελλείποντα ευρετήρια, και στη συνέχεια να μειώσετε τον αριθμό των σειρών που σαρώνονται.

Χάρη στο εργαλείο EXPLAIN, μπορείτε να βελτιστοποιήσετε το ερώτημά σας ή, εάν είναι απαραίτητο, να βελτιώσετε τις δομές των πινάκων σας.

2. Συμπεριλάβετε δείκτες στις στήλες αναζήτησης

Όταν αναζητάτε συχνά μια συγκεκριμένη στήλη στον πίνακά σας, μπορείτε να βελτιώσετε σημαντικά την απόδοση του ερωτήματος προσθέτοντας ένα ευρετήριο σε αυτή τη στήλη.

Η εισαγωγή ενός ευρετηρίου στη στήλη που αναζητάτε μπορεί να μειώσει τους χρόνους απόκρισης και να βελτιστοποιήσει τη χρήση των πόρων. Αν και δεν επωφελούνται όλα τα ερωτήματα από την ευρετηρίαση, αποδεικνύεται πολύτιμη στις περισσότερες περιπτώσεις.

Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η διατήρηση ενός πίνακα με ευρετήριο απαιτεί περισσότερο χρόνο από έναν πίνακα χωρίς ευρετήριο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα ευρετήρια απαιτούν επίσης ενημερώσεις. Επομένως, είναι σκόπιμο να δημιουργείτε ευρετήρια μόνο για στήλες που αναζητούνται συχνά και όχι για πίνακες που υφίστανται συχνότερες ενημερώσεις από ό,τι αναγνώσεις.

Σχετικό Blog: 10 τρόποι για να ευρετηριάσετε την ιστοσελίδα σας γρηγορότερα στο Google

3. Αξιοποίηση πεδίων ταυτότητας όποτε είναι δυνατόν

Η ενσωμάτωση ενός πεδίου ταυτότητας ως PRIMARY KEY στους πίνακές σας προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα.

Πρώτα απ' όλα, είναι ταχύτερο. Μπορείτε απλά να χρησιμοποιήσετε έναν ακέραιο αριθμό στα ερωτήματά σας αντί για ένα μεγαλύτερο πεδίο συμβολοσειράς. Αυτό όχι μόνο επιταχύνει τα ερωτήματά σας αλλά και εξοικονομεί μνήμη, καθώς οι ακέραιοι είναι συνήθως μικρότεροι.

Δεύτερον, είναι μια ασφαλέστερη πρακτική. Η στήριξη σε πεδία δεδομένων εφαρμογής ως ΠΡΩΤΟΒΑΘΜΙΑ ΚΛΕΙΔΙΑ μπορεί να οδηγήσει σε πολυάριθμες επιπλοκές. Για παράδειγμα, αν χρησιμοποιείτε το όνομα ή τη διεύθυνση ενός ατόμου ως ΠΡΩΤΟΓΕΝΗ ΚΛΕΙΔΙΑ, μπορεί να αντιμετωπίσετε προβλήματα όταν ένας πελάτης ή χρήστης αλλάξει το όνομά του, μετακομίσει ή ακόμη και κάνει ένα μικρό τυπογραφικό λάθος.

Για να βελτιώσετε την ταχύτητα των ερωτημάτων και τη λειτουργική αποδοτικότητα, εξετάστε το ενδεχόμενο να προσθέσετε μια στήλη ταυτότητας σε κάθε πίνακα. Αυτή μπορεί να χρησιμεύσει ως PRIMARY KEY με AUTO_INCREMENT και κατάλληλο τύπο μεταβλητής INT.

4. Ελαχιστοποίηση των τιμών NULL από προεπιλογή

Όποτε είναι δυνατόν, επιλέξτε τη χρήση NOT NULL αντί για NULL.

Γενικά, η επιλογή NOT NULL οδηγεί σε ταχύτερα ερωτήματα λόγω της αποδοτικότερης χρήσης του ευρετηρίου και εξαλείφει την ανάγκη να ελέγχετε ρητά αν κάθε τιμή είναι NULL. Επιπλέον, θα εξοικονομήσετε αποθηκευτικό χώρο, όπως τεκμηριώνεται από τη MySQL, καθώς οι στήλες NULL απαιτούν επιπλέον αποθηκευτικό χώρο.

Αυτή η εξοικονόμηση χώρου είναι ιδιαίτερα σημαντική εάν χρησιμοποιείτε έναν web host για τη βάση δεδομένων σας, επειδή ακόμη και ορισμένες από τις καλύτερες υπηρεσίες web hosting μπορεί να μην προσφέρουν απεριόριστο αποθηκευτικό χώρο. Ενώ η εξοικονόμηση ενός bit ανά στήλη μπορεί να μη φαίνεται σημαντική, μπορεί να μεταφραστεί σε σημαντική εξοικονόμηση πόρων, ειδικά αν διαχειρίζεστε ένα κατάστημα ηλεκτρονικού εμπορίου με εκατοντάδες χιλιάδες προϊόντα.

Με τη χρήση της NOT NULL, μπορείτε να εργάζεστε με τα πεδία σας σαν κανονικές μεταβλητές, αποφεύγοντας τις πιθανές επιπλοκές που μπορεί να προκύψουν από τη χρήση της NULL.

Φυσικά, υπάρχουν ακόμα σενάρια όπου η χρήση του NULL είναι πιο συμφέρουσα, αλλά στην πλειονότητα των περιπτώσεων, μπορείτε να επιτύχετε το ίδιο αποτέλεσμα με το NOT NULL.

5. Χρησιμοποιήστε τη λειτουργία Unbuffered για ερωτήματα

Για να βελτιστοποιήσετε τόσο τον χρόνο όσο και τη χρήση μνήμης, εξετάστε το ενδεχόμενο χρήσης μη ρυθμισμένων ερωτημάτων.

Από προεπιλογή, τα ερωτήματα SQL λειτουργούν σε κατάσταση buffered mode, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένους χρόνους αναμονής και κατανάλωση πόρων. Σε αυτή τη λειτουργία, τα αποτελέσματα δεν επιστρέφονται μέχρι να ολοκληρωθεί ολόκληρο το ερώτημα και αποθηκεύονται προσωρινά στη μνήμη. Αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα προβληματικό για μεγαλύτερα ερωτήματα και εκτεταμένες βάσεις δεδομένων, καθώς απαιτεί σημαντική ποσότητα μνήμης.

Από την άλλη πλευρά, τα μη αποθηκευμένα ερωτήματα λειτουργούν διαφορετικά. Δεν αποθηκεύουν αυτόματα τα αποτελέσματα στη μνήμη μέχρι να εκτελεστεί πλήρως το ερώτημα. Αντίθετα, μπορείτε να αρχίσετε να εργάζεστε με τα αποτελέσματα μόλις ανακτηθεί η πρώτη γραμμή.

Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι όταν χρησιμοποιείτε μη αποθηκευμένα ερωτήματα, δεν μπορείτε να εκδώσετε πρόσθετα ερωτήματα στην ίδια σύνδεση ενώ εργάζεστε ενεργά στο σύνολο αποτελεσμάτων.

6. Βελτιστοποίηση του μεγέθους της στήλης για αποδοτικότητα

Η αποδοτική διαχείριση του χώρου στο δίσκο είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση μιας μηχανής βάσεων δεδομένων με καλές επιδόσεις. Μια απλή μέθοδος για να διασφαλίσετε ότι δεν παρεμποδίζετε την απόδοση είναι η χρήση συμπαγών τύπων στηλών που εξοικονομούν χώρο.

Επομένως, συνιστάται να επιλέξετε τον τύπο ακεραίου που ταιριάζει καλύτερα στις ανάγκες της εφαρμογής σας. Για παράδειγμα, αν προβλέπετε ότι ο πίνακάς σας δεν θα έχει εξαιρετικά μεγάλο αριθμό γραμμών, μην επιλέγετε εξ ορισμού τη χρήση του INT ως πρωτεύον κλειδί- μπορεί να διαπιστώσετε ότι το SMALLINT ή ακόμη και το TINYINT είναι καταλληλότερο.

Ομοίως, όταν πρόκειται για ημερομηνίες, σκεφτείτε αν χρειάζεστε πραγματικά το χρονικό στοιχείο. Εάν όχι, η επιλογή της DATE αντί της DATETIME μπορεί να είναι επωφελής, καθώς η DATETIME καταλαμβάνει 8 bytes αποθήκευσης, ενώ η DATE απαιτεί μόνο 3 bytes, με αποτέλεσμα την εξοικονόμηση 5 bytes.

7. Επιλέξτε στατικούς πίνακες για να ενισχύσετε την απόδοση της βάσης δεδομένων

Μια άλλη αποτελεσματική μέθοδος για την ενίσχυση της απόδοσης της βάσης δεδομένων σας είναι η χρήση στατικών πινάκων.

Αυτό συνεπάγεται το σχεδιασμό των πινάκων σας χωρίς στήλες μεταβλητού μήκους, όπως TEXT ή BLOB. Αντ' αυτού, σκεφτείτε να χρησιμοποιήσετε τις στήλες CHAR, VARCHAR, BINARY και VARBINARY, αλλά βεβαιωθείτε ότι είναι γεμισμένες ώστε να ταιριάζουν με το καθορισμένο πλάτος της στήλης.

Οι στατικοί πίνακες προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα. Είναι ταχύτεροι στην επεξεργασία και αποτελεσματικότεροι στην προσωρινή αποθήκευση. Επιπλέον, ενισχύουν την ασφάλεια των δεδομένων, καθώς είναι ευκολότερο να ανακατασκευαστούν σε περίπτωση κατάρρευσης του συστήματος.

Αξίζει να σημειωθεί ότι οι στατικοί πίνακες μπορεί, σε ορισμένες περιπτώσεις, να απαιτούν περισσότερο χώρο στο δίσκο από τους αντίστοιχους πίνακες δυναμικής μορφής, ιδίως όταν χρησιμοποιούνται στήλες CHAR και VARCHAR. Ωστόσο, τα κέρδη απόδοσης που επιτυγχάνονται μέσω των στατικών πινάκων είναι πιθανό να υπερκαλύπτουν τις όποιες ανησυχίες σχετικά με το χώρο στο δίσκο.

8. Εφαρμογή ενός Αντικειμενοεπαγγελματικού Χαρτογράφου (ORM)

Η χρήση ενός αντικειμενοεπανασχεδιαστικού χαρτογράφου (ORM) είναι μια άλλη εξαιρετική στρατηγική για τη βελτιστοποίηση της ροής εργασιών της βάσης δεδομένων σας.

Αρχικά, ένα ORM ελαχιστοποιεί σημαντικά τον κίνδυνο ανθρώπινου λάθους με την αυτοματοποίηση διαφόρων εργασιών. Αυτό σημαίνει ότι θα γράφετε λιγότερο κώδικα χειροκίνητα, μειώνοντας το συνολικό φόρτο εργασίας σας, αφού το ORM αναλαμβάνει τις επαναλαμβανόμενες εργασίες.

Επιπλέον, ένα ORM ενισχύει την ασφάλεια του συστήματος κάνοντας την έγχυση SQL πιο δύσκολη. Αυτό επιτυγχάνεται με την προετοιμασία και την εξυγίανση των ερωτημάτων, καθιστώντας τις κακόβουλες ενέσεις λιγότερο πιθανές.

Επιπλέον, ένα ORM αποθηκεύει οντότητες στη μνήμη, ανακουφίζοντας τη βάση δεδομένων και τη CPU, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε βελτιωμένη απόδοση.

Φυσικά, είναι σημαντικό να αναγνωρίσουμε ότι ένα ORM έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του και μπορεί να μην είναι ιδανικό για κάθε περίπτωση χρήσης. Ωστόσο, υπάρχουν τρόποι για να χρησιμοποιήσετε αποτελεσματικά την αντικειμενοσχεσιακή απεικόνιση και υπάρχουν διαθέσιμα εναλλακτικά πρόσθετα συντονισμού επιδόσεων και βελτιστοποίησης που μπορεί να ανταποκρίνονται καλύτερα στις συγκεκριμένες ανάγκες σας.

9. Εκτέλεση ερωτημάτων DELETE και UPDATE σε τμήματα

Ο χειρισμός της διαγραφής και των ενημερώσεων δεδομένων, ιδίως σε εκτεταμένους πίνακες, μπορεί να είναι μια πολύπλοκη εργασία. Μπορεί να καταναλώσει σημαντικό χρόνο, καθώς και οι δύο αυτές λειτουργίες εκτελούνται στο πλαίσιο μιας και μόνο συναλλαγής. Κατά συνέπεια, τυχόν διακοπές κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας καθιστούν αναγκαία την επαναφορά ολόκληρης της συναλλαγής, η οποία μπορεί να είναι ακόμη πιο χρονοβόρα.

Ωστόσο, η τήρηση της βέλτιστης πρακτικής της εκτέλεσης των ερωτημάτων DELETE και UPDATE σε δέσμες μπορεί να αποφέρει εξοικονόμηση χρόνου, ενισχύοντας την ταυτόχρονη εκτέλεση και μειώνοντας τα σημεία συμφόρησης.

Όταν διαγράφετε ή ενημερώνετε μικρότερο αριθμό γραμμών κάθε φορά, άλλα ερωτήματα μπορούν να συνεχίσουν να εκτελούνται ενώ οι παρτίδες δεσμεύονται στο δίσκο. Επιπλέον, τυχόν επαναφορές που μπορεί να απαιτηθούν θα είναι λιγότερο χρονοβόρες.

10. Αξιοποίηση της PROCEDURE ANALYZE() για πρόσθετες πληροφορίες

Μια πολύτιμη πρακτική βελτιστοποίησης βάσεων δεδομένων περιλαμβάνει την αξιοποίηση μιας ενσωματωμένης δυνατότητας που είναι γνωστή ως PROCEDURE ANALYZE(). Όταν ενσωματώνεται σε μία από τις εντολές SQL, η εντολή αυτή εξετάζει τις στήλες σας και προσφέρει συστάσεις σχετικά με τους βέλτιστους τύπους και μήκη δεδομένων.

Αυτή η λειτουργία μπορεί να αποδειχθεί ιδιαίτερα επωφελής μετά την εισαγωγή νέων δεδομένων στον πίνακά σας ή κατά τον έλεγχο των υφιστάμενων πινάκων σας για τυχόν παρατυπίες.

Εφαρμόζοντας αυτές τις συστάσεις, μπορείτε να εξοικονομήσετε αποθηκευτικό χώρο. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτές οι προτάσεις είναι απλώς συστάσεις. Θα πρέπει να εξετάσετε προσεκτικά κατά πόσο ευθυγραμμίζονται με τις δικές σας συγκεκριμένες απαιτήσεις και περιπτώσεις χρήσης.

Συμπέρασμα

Η βελτιστοποίηση της βάσης δεδομένων μπορεί να αποτελεί πρόκληση, αλλά η παραμέλησή της μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τη διαδικτυακή σας εφαρμογή, οδηγώντας σε προβλήματα απόδοσης.

Τηρώντας αυτές τις 10 βέλτιστες πρακτικές για τη βελτιστοποίηση βάσεων δεδομένων, οι προγραμματιστές ιστοσελίδων μπορούν να ανοίξουν το δρόμο για βελτιωμένες εμπειρίες χρηστών και πιο αποτελεσματική διαχείριση πόρων.

Μόλις θέσετε σε εφαρμογή αυτές τις μεθόδους, εξετάστε το ενδεχόμενο να εξερευνήσετε πρόσθετες συμβουλές για να βελτιώσετε περαιτέρω την απόδοση της βάσης δεδομένων σας.

Συχνές ερωτήσεις (FAQS)

1. Τι είναι η βελτιστοποίηση βάσεων δεδομένων και γιατί είναι σημαντική για τους προγραμματιστές ιστοσελίδων;

Η βελτιστοποίηση βάσεων δεδομένων είναι η διαδικασία βελτίωσης της απόδοσης, της αποδοτικότητας και της αξιοπιστίας ενός συστήματος βάσεων δεδομένων. Είναι ζωτικής σημασίας για τους προγραμματιστές ιστού, επειδή επηρεάζει άμεσα την ταχύτητα και την απόκριση των εφαρμογών ιστού, οδηγώντας σε καλύτερη εμπειρία χρήσης.

2. Ποια είναι τα συνήθη προβλήματα απόδοσης που αντιμετωπίζουν οι προγραμματιστές ιστοσελίδων με τις βάσεις δεδομένων;

Τα συνήθη προβλήματα απόδοσης περιλαμβάνουν αργή εκτέλεση ερωτημάτων, υψηλή χρήση πόρων, συμφόρηση βάσεων δεδομένων και προβλήματα κλιμάκωσης, τα οποία μπορούν να επηρεάσουν τη συνολική απόδοση μιας διαδικτυακής εφαρμογής.

3. Ποια είναι τα βασικά πλεονεκτήματα της βελτιστοποίησης μιας βάσης δεδομένων για εφαρμογές ιστού;

Η βελτιστοποίηση μιας βάσης δεδομένων μπορεί να οδηγήσει σε ταχύτερους χρόνους απόκρισης ερωτημάτων, βελτιωμένη επεκτασιμότητα, μειωμένο λειτουργικό κόστος, ενισχυμένη ασφάλεια και καλύτερη ικανοποίηση των χρηστών.