De 10 bedste fremgangsmåder til optimering af databaser for webudviklere

Introduktion

Forbedring af databasens ydeevne er blevet en kritisk opgave for webudviklere, da det har direkte indflydelse på kvaliteten af brugernes interaktion med webapplikationer, især i forbindelse med udviklingen af webapplikationer i Sydney. Selvom det måske ikke lyder særlig spændende, opvejer fordelene ved at gøre det den indsats, der er involveret. Korrekt optimering af din database kan føre til forbedret ydeevne, færre flaskehalse og ressourcebesparelser.

Den gode nyhed er, at der findes optimeringsteknikker, som ikke kræver den ekspertise, der typisk er forbundet med en databaseadministrators viden om SQL-forespørgsler.

For at hjælpe dig i gang med denne rejse vil vi udforske ti værdifulde fremgangsmåder, som webudviklere kan følge for at optimere deres databaser. Når du har implementeret disse fremgangsmåder, kan du altid dykke dybere ned i databaseoptimeringens verden.

1. Brug EXPLAIN med dine SELECT-forespørgsler

At bruge EXPLAIN-nøgleordet er en effektiv metode til hurtigt at adressere træge forespørgsler. Det giver dig værdifuld indsigt i, hvordan din forespørgsel vil blive udført, og hjælper med at opdage områder, hvor det er muligt at optimere forespørgslen.

For at bruge EXPLAIN skal du blot tilføje EXPLAIN-nøgleordet til din SELECT-forespørgsel. Denne handling udløser ikke selve forespørgslen, men præsenterer dig i stedet for eksekveringsplanen.

Når du kigger nærmere på resultaterne, kan du finde potentielle flaskehalse eller andre problemer, såsom manglende indekser, og efterfølgende reducere antallet af rækker, der scannes.

Takket være EXPLAIN-værktøjet kan du optimere din forespørgsel eller, om nødvendigt, forbedre dine tabelstrukturer.

2. Inkluder indeks på søgte kolonner

Når du ofte søger i en bestemt kolonne i din tabel, kan du forbedre forespørgslernes ydeevne betydeligt ved at tilføje et indeks til den pågældende kolonne.

At introducere et indeks til din søgte kolonne kan reducere svartiderne og optimere ressourceudnyttelsen. Selvom ikke alle forespørgsler drager fordel af indeksering, viser det sig værdifuldt i de fleste tilfælde.

Det er dog vigtigt at bemærke, at det tager længere tid at vedligeholde en indekseret tabel end en ikke-indekseret. Det skyldes, at indekserne også kræver opdateringer. Derfor er det tilrådeligt kun at oprette indeks for kolonner, der ofte søges i, snarere end for tabeller, der gennemgår hyppigere opdateringer end læsninger.

Relateret blog: 10 måder at indeksere din hjemmeside hurtigere på Google

3. Brug identitetsfelter, når det er muligt

At inkorporere et Identity-felt som PRIMARY KEY i dine tabeller giver flere fordele.

Først og fremmest er det hurtigere. Du kan simpelthen bruge et heltal i dine forespørgsler i stedet for et længere strengfelt. Det gør ikke bare dine forespørgsler hurtigere, men sparer også hukommelse, da heltal typisk er kortere.

For det andet er det en mere sikker praksis. At stole på applikationsdatafelter som PRIMARY KEYS kan føre til mange komplikationer. Hvis du f.eks. bruger en persons navn eller adresse som PRIMARY KEY, kan du støde på problemer, når en kunde eller bruger ændrer navn, flytter eller endda laver en mindre stavefejl.

For at øge forespørgselshastigheden og driftseffektiviteten kan du overveje at tilføje en Identity-kolonne til hver tabel. Den kan fungere som en PRIMARY KEY med AUTO_INCREMENT og en passende INT-variabeltype.

4. Minimer NULL-værdier som standard

Når det er muligt, skal du vælge at bruge NOT NULL i stedet for NULL.

Generelt fører valg af NOT NULL til hurtigere forespørgsler på grund af mere effektiv indeksudnyttelse og eliminerer behovet for eksplicit at kontrollere, om hver værdi er NULL. Derudover sparer du lagerplads, som dokumenteret af MySQL, da NULL-kolonner kræver ekstra lagerplads.

Denne pladsbesparelse er især vigtig, hvis du bruger en webhost til din database, fordi selv nogle af de bedste webhostingtjenester måske ikke tilbyder ubegrænset lagerplads. At spare en bit pr. kolonne virker måske ikke så stort, men det kan betyde en betydelig ressourcebesparelse, især hvis du administrerer en eCommerce-butik med hundredtusindvis af produkter.

Ved at bruge NOT NULL kan du arbejde med dine felter som almindelige variabler, mens du undgår potentielle komplikationer, der kan opstå ved at bruge NULL.

Selvfølgelig er der stadig scenarier, hvor det er mere fordelagtigt at bruge NULL, men i de fleste tilfælde kan du opnå det samme resultat med NOT NULL.

5. Brug ikke-bufferet tilstand til forespørgsler

For at optimere både tids- og hukommelsesforbrug kan du overveje at bruge unbuffered forespørgsler.

Som standard fungerer SQL-forespørgsler i buffertilstand, hvilket kan føre til øgede ventetider og ressourceforbrug. I denne tilstand returneres resultaterne ikke, før hele forespørgslen er fuldført, og de gemmes midlertidigt i hukommelsen. Dette kan være særligt problematisk for større forespørgsler og omfattende databaser, da det kræver en betydelig mængde hukommelse.

På den anden side fungerer ikke-buffrede forespørgsler anderledes. De gemmer ikke automatisk resultaterne i hukommelsen, før forespørgslen er blevet udført fuldt ud. I stedet kan du begynde at arbejde med resultaterne, så snart den første række er hentet.

Det er dog vigtigt at bemærke, at når du bruger unbuffered forespørgsler, kan du ikke sende flere forespørgsler på den samme forbindelse, mens du aktivt arbejder på resultatsættet.

6. Optimer kolonnestørrelsen for effektivitet

Effektiv styring af diskplads er afgørende for at opretholde en velfungerende databasemotor. En enkel metode til at sikre, at du ikke hæmmer ydeevnen, er at bruge kompakte og pladsbesparende kolonnetyper.

Derfor er det tilrådeligt at vælge den heltalstype, der passer bedst til din applikations behov. Hvis du for eksempel forventer, at din tabel ikke vil have et usædvanligt stort antal rækker, skal du ikke bruge INT som primærnøgle; du vil måske opdage, at SMALLINT eller endda TINYINT er mere passende.

På samme måde skal du overveje, om du virkelig har brug for tidskomponenten, når du håndterer datoer. Hvis ikke, kan det være en fordel at vælge DATE i stedet for DATETIME, da DATETIME optager 8 byte lagerplads, mens DATE kun kræver 3 byte, hvilket giver en besparelse på 5 byte.

7. Vælg statiske tabeller for at øge databasens ydeevne

En anden effektiv metode til at forbedre din databases ydeevne er at bruge statiske tabeller.

Det betyder, at du skal designe dine tabeller uden kolonner med variable længder, som TEXT eller BLOB. Overvej i stedet at bruge CHAR-, VARCHAR-, BINARY- og VARBINARY-kolonner, men sørg for, at de er polstret, så de passer til den angivne kolonnebredde.

Statiske tabeller har flere fordele. De er hurtigere at behandle og mere effektive at cache. Derudover øger de datasikkerheden, da de er lettere at rekonstruere i tilfælde af et systemnedbrud.

Det er værd at bemærke, at statiske tabeller i visse tilfælde kan kræve mere diskplads end deres modstykker i dynamisk format, især når der anvendes CHAR- og VARCHAR-kolonner. Men de præstationsgevinster, der opnås gennem statiske tabeller, vil sandsynligvis opveje eventuelle bekymringer vedrørende diskplads.

8. Implementer en objekt-relationel mapper (ORM)

At bruge en ORM (Object-Relational Mapper) er en anden fremragende strategi til at optimere dit database-workflow.

Til at begynde med minimerer en ORM risikoen for menneskelige fejl betydeligt ved at automatisere forskellige opgaver. Det betyder, at du skriver mindre kode manuelt, hvilket reducerer din samlede arbejdsbyrde, da ORM tager sig af gentagne opgaver.

Desuden forbedrer en ORM systemsikkerheden ved at gøre SQL-injektion mere udfordrende. Det opnås ved at forberede og sanitere forespørgsler, hvilket gør ondsindede injektioner mindre sandsynlige.

Derudover cacher en ORM entiteter i hukommelsen, hvilket mindsker belastningen på din database og CPU, hvilket kan føre til forbedret performance.

Det er selvfølgelig vigtigt at erkende, at en ORM har sine fordele og ulemper og måske ikke passer perfekt til alle brugssituationer. Men der er måder at bruge object-relational mapping effektivt på, og der findes alternative performance-tuning- og optimizer-plugins, som måske passer bedre til dine specifikke behov.

9. Udfør DELETE- og UPDATE-forespørgsler i segmenter

Håndtering af sletning og opdatering af data, især i omfattende tabeller, kan være en kompleks opgave. Det kan tage lang tid, da begge disse operationer udføres inden for en enkelt transaktion. Derfor kræver enhver afbrydelse under denne proces en tilbagerulning af hele transaktionen, hvilket kan være endnu mere tidskrævende.

Men hvis man følger den bedste praksis med at køre DELETE- og UPDATE-forespørgsler i batches, kan man spare tid ved at forbedre samtidigheden og mindske flaskehalse.

Når du sletter eller opdaterer et mindre antal rækker ad gangen, kan andre forespørgsler fortsætte med at køre, mens batchene bliver overført til disken. Desuden vil eventuelle rollbacks, der kan være nødvendige, være mindre tidskrævende.

10. Brug PROCEDURE ANALYZE() til at få yderligere indsigt

En værdifuld databaseoptimeringspraksis indebærer at udnytte en indbygget funktion kendt som PROCEDURE ANALYZE(). Når den inkorporeres i en af dine SQL-sætninger, undersøger denne kommando dine kolonner og giver anbefalinger om optimale datatyper og -længder.

Denne funktion kan være særlig nyttig, når du importerer nye data til din tabel, eller når du tjekker dine eksisterende tabeller for uregelmæssigheder.

Ved at implementere disse anbefalinger kan du potentielt spare lagerplads. Det er dog vigtigt at bemærke, at disse forslag netop er anbefalinger. Du bør nøje overveje, om de stemmer overens med dine specifikke krav og brugssituationer.

Konklusion

Databaseoptimering kan være udfordrende, men hvis du forsømmer det, kan det påvirke din webapplikation betydeligt og føre til performanceproblemer.

Ved at følge disse 10 best practices for databaseoptimering kan webudviklere bane vejen for bedre brugeroplevelser og mere effektiv ressourcestyring.

Når du har taget disse metoder i brug, kan du overveje at udforske yderligere tips til at forbedre din databases ydeevne yderligere.

Ofte stillede spørgsmål (FAQS)

1. Hvad er databaseoptimering, og hvorfor er det vigtigt for webudviklere?

Databaseoptimering er processen med at forbedre et databasesystems ydeevne, effektivitet og pålidelighed. Det er afgørende for webudviklere, fordi det direkte påvirker webapplikationers hastighed og reaktionsevne, hvilket fører til en bedre brugeroplevelse.

2. Hvad er de almindelige performanceproblemer, som webudviklere møder med databaser?

Almindelige performanceproblemer omfatter langsom udførelse af forespørgsler, høj ressourceudnyttelse, databaseflaskehalse og skalerbarhedsproblemer, som alle kan påvirke en webapplikations overordnede performance.

3. Hvad er de vigtigste fordele ved at optimere en database til webapplikationer?

Optimering af en database kan resultere i hurtigere svartider på forespørgsler, forbedret skalerbarhed, reducerede driftsomkostninger, øget sikkerhed og bedre brugertilfredshed.